Tìm kiếm phương pháp chữa trị: Nhà khoa học Nga tiết lộ điều gì khiến khối u trở nên kháng thuốc?

Viện sĩ Thông tấn của Viện Hàn lâm Khoa học Nga Vladimir Sergeevich Prasolov, Trưởng Phòng thí nghiệm Nền tảng Tế bào của Sự phát triển Bệnh ác tính tại Viện Sinh học phân tử mang tên Engelhardt thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, trả lời các câu hỏi này.

— Tôi đã đến phòng thí nghiệm của Viện sĩ Vladimir Aleksandrovich Engelhardt tại Viện Sinh học phân tử thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô khi tôi là sinh viên năm thứ ba của Bộ môn Virus học tại Khoa Sinh học của Đại học Tổng hợp Quốc gia Matxcơva mang tên M.V. Lomonosov. Sau khi bảo vệ luận văn tốt nghiệp, tôi vào học sau đại học tại Viện Sinh học phân tử, nơi tôi bắt đầu nghiên cứu về aminoacyl-tRNA synthetase. Vào đầu những năm 1970, toàn thế giới bắt đầu nghiên cứu một loại enzyme thú vị — enzyme phiên mã ngược. Enzyme này lần đầu tiên được phát hiện trong retrovirus. Nó thú vị vì nó đóng vai trò là enzyme chìa khóa trong phản ứng reverse transcript-PCR (RT-PCR), có khả năng tổng hợp sợi cDNA từ RNA. Chúng tôi đã nhận được retrovirus từ các phòng thí nghiệm khác nhau, ví dụ như bệnh bạch cầu ở chuột hoặc một số retrovirus liên quan khác, và phân lập enzyme phiên mã ngược từ chúng. Trong vòng một tuần, chúng tôi đã có thể phân lập được một lượng đủ enzyme tinh khiết cao từ retrovirus.

— Phòng thí nghiệm này đã hình thành vào khoảng năm 1984–1985. Nếu trước đó chúng tôi làm việc trên các hệ thống không có tế bào, thì vào thời điểm đó trong ngành sinh học đã có một sự chuyển đổi mang tính cách mạng sang khả năng nghiên cứu các enzyme hoặc một số quá trình trong tế bào sống. Đến thời điểm đó, tôi đã tích lũy những kinh nghiệm tích cực khi làm việc với các tế bào động vật và người được nuôi cấy. Tôi đã làm việc khoảng một năm tại Trung tâm Ung thư Quốc gia Nhật Bản ở Tokyo. Ở đó, tôi đã xử lý các tế bào sống lành tính và ác tính. Sau khi trở về Matxcơva, tôi đã tiếp tục công việc này tại viện của chúng tôi. Các đồng nghiệp đã nói, vì anh đã dành nhiều thời gian ở Nhật Bản, anh nên giúp tái tạo tất cả những điều này tại phòng thí nghiệm của chúng tôi. Và đó là những gì chúng tôi đã làm. Ban đầu, phòng thí nghiệm chỉ đơn giản được gọi là Khối Tế bào. Nhiều đồng nghiệp muốn làm việc với chúng tôi. Và trên cơ sở nhóm Khối Tế bào, phòng thí nghiệm đã được thành lập. Trọng tâm chính của phòng thí nghiệm là phát triển các hệ thống để chuyển và biểu hiện các gen mục tiêu và gen đánh dấu, cũng như ức chế chọn lọc có mục tiêu sự biểu hiện của một số gen tế bào nhất định.Trong giai đoạn này, chúng tôi đã xây dựng hệ thống đầu tiên ở Nga và là một trong những hệ thống đầu tiên trên thế giới có hiệu quả trong việc chuyển gen và biểu hiện gen ở các tế bào nhân chuẩn có thể cấy ghép (của người và động vật). Hệ thống này sử dụng các vectơ do chúng tôi xây dựng dựa trên bộ gen retrovirus. Các hệ thống vectơ như vậy vẫn được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu cơ bản, trong ngành sản xuất công nghệ sinh học và y sinh học. Hệ thống này cũng rất quan trọng trong việc nghiên cứu ung thư. Đây là một trong những công cụ để hiểu sự đóng góp của một gen cụ thể vào tình trạng chung của tế bào và sự chuyển đổi của nó thành tế bào ác tính. Mặt khác, hệ thống này cũng có liên quan đến việc tìm ra cách ức chế hoạt động của các gen như vậy. Phòng thí nghiệm hiện đang nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này. Mục tiêu chính là cố gắng hiểu tại sao các tế bào ung thư lại kháng với một số tác nhân hóa trị liệu.

— Tôi muốn ghi nhận những kết quả đáng kể trong công việc của các nhân viên trẻ tại phòng thí nghiệm của chúng tôi. Tất cả họ đều đến phòng thí nghiệm với tư cách là sinh viên, đây là các học trò của tôi. Họ đã nắm vững những phương pháp hiện đại nhất, bao gồm các phương pháp tin sinh học, đánh giá hoạt động của tế bào ung thư và khả năng ức chế hoạt động của nó. Ví dụ, Timofey Lebedev đã phát triển một phương pháp tự động để nghiên cứu hoạt động gen trong tế bào ung thư bằng cách đo lường nhiều thông số kiểu hình của chúng: hình dạng, sự thay đổi của chúng. Timofey Lebedev làm việc với niềm đam mê lớn lao, anh ấy có các sinh viên và nghiên cứu sinh cũng đang nhiệt tình thực hiện nghiên cứu trong lĩnh vực này.

Hướng thứ hai gần với điểm xuất phát hơn, và tôi cũng đang tích cực tham gia nghiên cứu trong lĩnh vực này. Một trong những nhân viên đầu tiên của tôi, người đã làm việc với tôi khoảng 20 năm, đã thành công ở đây. Đó là Pavel Spirin, người vừa bảo vệ luận án tiến sĩ.

— Có, điều đó hoàn toàn có thể nếu tìm ra nguyên nhân gốc rễ của các biến đổi ác tính trong tế bào, khiến tế bào trở thành ung thư. Trong trường hợp này, chúng tôi có thể phát triển một phương án mới, hiệu quả để khắc phục tình trạng kháng thuốc của tế bào ung thư đối với hóa trị.

— Tất nhiên, ở một mức độ nào đó, điều này đúng. Tuy nhiên, các phương pháp sinh học phân tử và di truyền hiện đại có thể giúp xác định các cơ chế bù trừ quyết định khả năng kháng thuốc hóa trị của tế bào ung thư.

— Các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nỗ lực tìm câu trả lời cho câu hỏi này. Chúng tôi hy vọng một ngày nào đó khoa học sẽ giải quyết được vấn đề cấp bách này.

— Trước hết, như tôi vừa nói, chúng tôi muốn tìm ra các cơ chế bù trừ cho phép tế bào ung thư kháng lại các loại thuốc hóa trị hiện đang được sử dụng. Phòng thí nghiệm đang dốc toàn bộ sức lực và khả năng để hoàn thành mục tiêu này, và chúng tôi tin tưởng vào thành công. Có một câu cửa miệng: tại mỗi hội thảo, một nhà khoa học lại nói về cấu trúc tinh tế của một phân đoạn của cơ thể giun đất —dành một năm để nghiên cứu một đốt giun đất. Có lần, diễn giả được hỏi: Khi nào thì ông sẽ nói về tất cả các đốt cùng một lúc? Ông trả lời: "Đời thì ngắn, nhưng giun thì dài".

— Vâng. Một đời người là không đủ để nghiên cứu mọi khía cạnh của quá trình chuyển đổi tế bào ác tính. Vì vậy, tôi gửi gắm niềm tin vào các đồng nghiệp trẻ trong phòng thí nghiệm. Tôi rất vui mừng không chỉ với những thành tựu khoa học của họ, mà còn với nền tảng kiến thức và kỹ năng giúp họ thực hiện các ý tưởng sáng tạo, bầu không khí thân thiện, lành mạnh trong phòng thí nghiệm của chúng tôi.

Kinh nghiệm làm việc ở nước ngoài cũng rất thú vị. Trung tâm Ung thư quốc gia Nhật Bản (NCC) là một viện nghiên cứu lớn, có một bệnh viện chuyên về chăm sóc y tế tiên tiến và chuyên sâu. Tôi đã nghiên cứu về oncogen ở người. Đôi khi tôi nhận được mẫu khối u từ bệnh nhân để xác định oncogen nào ở người khiến sự phát triển của một căn bệnh cụ thể. Đồng thời, theo yêu cầu của các đồng nghiệp Nhật Bản, tôi đã phân tích DNA bộ gen của loài khỉ Nhật Bản (Macaca fuscata). Đây là loài linh trưởng duy nhất (ngoại trừ con người) sống ở vùng cực bắc với nhiệt độ khắc nghiệt và mùa đông có tuyết phủ dày. Các nhà sinh vật học Nhật Bản nghiên cứu chúng một cách toàn diện. Trong nghiên cứu của mình, tôi đã chỉ ra rằng khi DNA bộ gen được phân lập từ tế bào khỉ Nhật Bản được thủy phân bằng enzyme giới hạn BamH1, một đoạn DNA gồm khoảng 260 cặp bazơ, được gọi là BamH1, luôn được hình thành bất kể giới tính, độ tuổi và tình trạng sức khỏe (mô lành tính hay ác tính) của động vật. Tôi thấy việc theo dõi sự hiện diện của đoạn BamH1 như vậy ở các loài linh trưởng khác có vẻ thú vị. Tôi đã chia sẻ quan sát này với các đồng nghiệp và họ cũng rất quan tâm. Tuy nhiên, Trung tâm Ung thư Quốc gia chỉ có mẫu mô từ khỉ Nhật Bản. Còn ở Osaka có một trung tâm nghiên cứu, nơi nuôi dưỡng các loài khỉ khác nhau từ khắp nơi trên thế giới.

Và một ngày nọ, trưởng khoa nơi tôi được cử đến, nhà khoa học nổi tiếng, Giáo sư Sumiko Nishimura, hỏi tôi: "Anh làm gì vào thứ Năm? Tôi sẽ không ở đây vào buổi sáng, nhưng tôi sẽ ở đây vào buổi tối. Xin hãy đợi tôi".

Hóa ra, hôm thứ Năm, ông ấy đã đến Osaka, đến Trung tâm nghiên cứu linh trưởng, và mang cho tôi một loạt vật liệu - mô lấy từ nhiều loài khỉ khác nhau. Trong số đó có khỉ Nhật Bản, khỉ châu Á, và thậm chí cả vượn người - khỉ đột, đười ươi, tinh tinh...

— Tôi đã phát hiện ra rằng các loài khỉ đuôi dài khác nhau ở châu Á, Nhật Bản và châu Phi đều có đoạn DNA BamH1 bao gồm 260 cặp bazơ. Khỉ đầu chó sống ở châu Phi cũng có đoạn này. Nhưng những loài khỉ khác sống gần khỉ đuôi dài châu Á lại không có đoạn này.

— Hoàn toàn không thể tìm thấy đoạn DNA này ở loài vượn người. Cũng như ở người. Do đó, đoạn DNA BamH1 này có thể được coi là một dấu hiệu của sự tiến hóa. Nó cho chúng ta biết quá trình tiến hóa đã diễn ra như thế nào. Các đồng nghiệp Nhật Bản rất tâm huyết với nghiên cứu này. Sau khi trở về Matxcơva, tôi đã phải nghiên cứu kỹ lưỡng về chủ đề ung thư, và ở đây, kiến ​​thức thu được ở Nhật Bản đã rất hữu ích. Tất cả những điều này cho thấy tầm quan trọng của việc chú ý đến những chi tiết và hỗ trợ các nhà khoa học trẻ trong lĩnh vực này. Vì vậy, tôi không đòi hỏi kỷ luật nghiêm khắc ở các sinh viên của mình, mà quan tâm đến tâm lý và nhu cầu của từng sinh viên, thể hiện sự tin tưởng và khích lệ các bạn trẻ. Tôi tin rằng chỉ có cách tiếp cận như vậy mới mang lại kết quả tốt.