[ScienceDaily] Béo phì làm suy giảm chức năng tế bào miễn dịch và tăng tốc độ phát triển của khối u

Chế độ ăn giàu chất béo cho phép tế bào ung thư cạnh tranh với tế bào miễn dịch để lấy nhiên liệu.

Theo Trường Y Khoa Harvard

Béo phì có liên quan đến việc tăng nguy cơ mắc hơn một chục loại ung thư khác nhau, cũng như tiên lượng và khả năng sống sót tệ hơn. Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã xác định các quá trình liên quan đến béo phì thúc đẩy sự phát triển của khối u, chẳng hạn như thay đổi chuyển hóa và viêm mãn tính, nhưng sự hiểu biết chi tiết về mối quan hệ qua lại giữa béo phì và ung thư vẫn còn khó nắm bắt.

Giờ đây, trong một nghiên cứu trên chuột, các nhà nghiên cứu của Trường Y Harvard đã khám phá ra một mảnh ghép mới của câu đố này, với những tác động đáng ngạc nhiên đối với liệu pháp miễn dịch ung thư: Béo phì cho phép các tế bào ung thư vượt qua các tế bào miễn dịch tiêu diệt khối u trong cuộc chiến giành nhiên liệu.

Báo cáo trên tạp chí Cell ngày 9/12, nhóm nghiên cứu cho thấy chế độ ăn nhiều chất béo làm giảm số lượng và hoạt động kháng u của tế bào T CD8 +, một loại tế bào miễn dịch quan trọng ở bên trong các khối u. Điều này xảy ra bởi vì các tế bào ung thư lập trình lại quá trình trao đổi chất của chúng để đáp ứng với sự gia tăng sẵn có của chất béo để hấp thụ tốt hơn các phân tử chất béo giàu năng lượng, lấy đi nhiên liệu của tế bào T và đẩy nhanh sự phát triển của khối u.

“Đặt cùng một khối u ở những người béo phì và không béo phì cho thấy các tế bào ung thư điều chỉnh lại quá trình trao đổi chất của chúng để đáp ứng với chế độ ăn nhiều chất béo. Marcia Haigis, giáo sư sinh học tế bào của Viện Blavatnik tại HMS và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Phát hiện này cho thấy rằng một liệu pháp hoạt động ở môi trường này có thể không hiệu quả ở một môi trường khác, điều này cần được hiểu rõ hơn trong bối cảnh  béo phì ở xã hội của chúng ta.”

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc ngăn chặn quá trình tái lập trình trao đổi chất liên quan đến chất béo này đã làm giảm đáng kể khối lượng khối u ở những con chuột ăn kiêng nhiều chất béo. Bởi vì tế bào T CD8+ là vũ khí chính được sử dụng bởi các liệu pháp miễn dịch để kích hoạt hệ thống miễn dịch chống lại ung thư, kết quả nghiên cứu đề xuất các chiến lược mới để cải thiện các liệu pháp như vậy.

Đồng tác giả Arlene Sharpe, Giáo sư Bệnh học so sánh HMS George Fabyan và chủ nhiệm Khoa Miễn dịch học tại Viện Blavatnik cho biết: “Liệu pháp miễn dịch ung thư đang tạo ra tác động to lớn đến cuộc sống của bệnh nhân, nhưng chúng không mang lại lợi ích cho tất cả mọi người.

Sharpe nói: “Bây giờ chúng ta biết rằng có một cuộc chiến trao đổi chất giữa tế bào T và tế bào khối u thay đổi theo chứng béo phì. “Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp một lộ trình khám phá sự tương tác này, có thể giúp chúng tôi bắt đầu suy nghĩ về các liệu pháp miễn dịch ung thư và các liệu pháp kết hợp theo những cách mới.”

Haigis, Sharpe và các đồng nghiệp đã nghiên cứu tác động của béo phì trên các mô hình chuột mắc các loại ung thư khác nhau, bao gồm ung thư đại trực tràng, vú, u ác tính và phổi. Được dẫn dắt bởi đồng tác giả nghiên cứu Alison Ringel và Jefte Drijvers, nhóm nghiên cứu đã cho chuột ăn chế độ ăn bình thường hoặc giàu chất béo, chế độ ăn sau này dẫn đến tăng trọng lượng cơ thể và những thay đổi khác liên quan đến béo phì. Sau đó, họ xem xét các loại tế bào và phân tử khác nhau bên trong và xung quanh các khối u, gọi chung là vi môi trường khối u.

Nghịch lý béo

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các khối u phát triển nhanh hơn nhiều ở động vật ăn chế độ ăn giàu chất béo so với động vật ăn chế độ ăn bình thường. Nhưng điều này chỉ xảy ra ở các loại ung thư có khả năng sinh miễn dịch, có thể chứa nhiều tế bào miễn dịch; được hệ thống miễn dịch nhận biết dễ dàng hơn; và có nhiều khả năng gây ra phản ứng miễn dịch.

Các thí nghiệm cho thấy sự khác biệt liên quan đến chế độ ăn uống trong sự phát triển của khối u phụ thuộc đặc biệt vào hoạt động của tế bào T CD8 +, tế bào miễn dịch có thể nhắm mục tiêu và tiêu diệt tế bào ung thư. Chế độ ăn uống không ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của khối u nếu tế bào T CD8 + được loại bỏ bằng thực nghiệm trên chuột.

Đáng chú ý, chế độ ăn giàu chất béo làm giảm sự hiện diện của tế bào T CD8 + trong vi môi trường khối u, nhưng không làm giảm ở những nơi khác  trong cơ thể. Những tế bào còn lại trong khối u kém mạnh mẽ hơn – chúng phân chia chậm hơn và có dấu hiệu giảm hoạt động. Nhưng khi các tế bào này được phân lập và phát triển trong phòng thí nghiệm, chúng vẫn hoạt động bình thường, cho thấy có thứ gì đó trong khối u làm suy giảm chức năng của các tế bào này.

Nhóm nghiên cứu cũng gặp phải một nghịch lý rõ ràng. Ở động vật béo phì, vi môi trường khối u đã cạn kiệt các axit béo tự do quan trọng, một nguồn nhiên liệu chính của tế bào, mặc dù phần còn lại của cơ thể được làm giàu bởi chất béo, như mong đợi ở bệnh nhân béo phì.

Những manh mối này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu tạo ra một tập bản đồ toàn diện về cấu hình trao đổi chất của các loại tế bào khác nhau ở các khối u trong điều kiện ăn uống bình thường và nhiều chất béo.

Các phân tích cho thấy rằng các tế bào ung thư đã thích nghi với những thay đổi về lượng chất béo sẵn có. Theo chế độ ăn nhiều chất béo, các tế bào ung thư có thể lập trình lại quá trình trao đổi chất của chúng để tăng hấp thu và sử dụng chất béo, trong khi các tế bào T CD8 + thì không. Điều này cuối cùng đã làm cạn kiệt môi trường vi mô khối u của một số axit béo nhất định, khiến các tế bào T bị đói nguồn nhiên liệu thiết yếu này.

Ringel, một nghiên cứu sinh tại phòng thí nghiệm Haigis, cho biết: “Sự suy giảm một cách nghịch lý của các axit béo là một trong những phát hiện đáng ngạc nhiên nhất của nghiên cứu này. “Béo phì và quá trình chuyển hóa của toàn bộ cơ thể có thể thay đổi cách các tế bào khác nhau trong khối u sử dụng nhiên liệu là một khám phá thú vị và tập bản đồ chuyển hóa của chúng tôi hiện cho phép chúng tôi mổ xẻ và hiểu rõ hơn về các quá trình này.”

Nóng và lạnh

Thông qua một số phương pháp tiếp cận khác nhau, bao gồm phân tích biểu hiện gen đơn bào, khảo sát protein quy mô lớn và sử dụng hình ảnh độ có phân giải cao, nhóm nghiên cứu đã xác định được nhiều thay đổi liên quan đến chế độ ăn uống đối với con đường trao đổi chất của cả tế bào ung thư và tế bào miễn dịch trong vi môi trường khối u.

Đặc biệt quan tâm là PHD3, một loại protein có trong các tế bào bình thường đã được chứng minh là có tác dụng hãm quá trình chuyển hóa chất béo quá mức. Tế bào ung thư trong môi trường béo phì có sự hiện diện của PHD3 thấp hơn đáng kể so với trong môi trường bình thường. Khi các nhà nghiên cứu buộc các tế bào khối u biểu hiện quá mức PHD, họ phát hiện ra rằng điều này làm giảm khả năng hấp thụ chất béo của khối u ở những con chuột béo phì. Nó cũng khôi phục sự sẵn có của các axit béo tự do quan trọng trong vi môi trường khối u.

PHD3 tăng phần lớn đã đảo ngược tác động tiêu cực của chế độ ăn nhiều chất béo đối với chức năng tế bào miễn dịch trong khối u. Các khối u có PHD3 cao phát triển chậm hơn ở chuột béo phì so với các khối u có PHD3 thấp. Đây là kết quả trực tiếp của việc tăng hoạt động của tế bào T CD8 +. Ở những con chuột béo phì và thiếu tế bào T CD8 +, sự phát triển của khối u không bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt của PHD3.

Nhóm nghiên cứu cũng phân tích cơ sở dữ liệu khối u ở người và phát hiện ra rằng PHD3 thấp có liên quan đến các khối u “lạnh” về mặt miễn dịch học, được xác định bởi số lượng tế bào miễn dịch ít hơn. Hiệp hội này cho rằng chuyển hóa chất béo ở khối u đóng một vai trò trong bệnh tật ở người và béo phì làm giảm khả năng miễn dịch chống khối u ở nhiều loại ung thư, các tác giả cho biết.

Sharpe cho biết: “Tế bào T CD8 + là trọng tâm của nhiều liệu pháp điều trị ung thư chính xác và đầy hứa hẹn, bao gồm vắc xin và liệu pháp tế bào như CAR-T. “Những cách tiếp cận này cần tế bào T có đủ năng lượng để tiêu diệt tế bào ung thư, nhưng đồng thời chúng tôi không muốn các khối u có nhiên liệu để phát triển. Chúng tôi hiện có dữ liệu toàn diện đáng kinh ngạc để nghiên cứu động lực này và xác định cơ chế ngăn chặn tế bào T hoạt động như bình thường. ”

Và rộng hơn nữa, kết quả này đóng vai trò là nền tảng cho những nỗ lực để hiểu rõ hơn về mức độ ảnh hưởng của béo phì đối với ung thư và tác động của chuyển hóa ở bệnh nhân đối với kết quả điều trị, các tác giả cho biết. Mặc dù còn quá sớm để nói liệu PHD3 có phải là mục tiêu điều trị tốt nhất hay không, nhưng những phát hiện này đã mở ra cánh cửa cho các chiến lược mới để chống lại ung thư thông qua các lỗ hổng chuyển hóa của nó, họ nói.

“Chúng tôi quan tâm đến việc xác định các con đường mà chúng tôi có thể sử dụng làm mục tiêu tiềm năng để ngăn chặn sự phát triển của ung thư và tăng cường chức năng kháng u miễn dịch, Haigis còn cho biết. “Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp tập bản đồ chuyển hóa có độ phân giải cao để khai thác thông tin chi tiết về bệnh béo phì, khả năng miễn dịch của khối u cùng với mối liên hệ và sự cạnh tranh giữa các tế bào miễn dịch và khối u. Và sẽ còn có nhiều loại tế bào khác và các con đường liên quan được tìm ra”.

 

Tài liệu tham khảo: Materials provided by Harvard Medical School.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201209115216.htm

Journal Reference:

  1. Alison E. Ringel, Jefte M. Drijvers, Gregory J. Baker, Alessia Catozzi, Juan C. García-Cañaveras, Brandon M. Gassaway, Brian C. Miller, Vikram R. Juneja, Thao H. Nguyen, Shakchhi Joshi, Cong-Hui Yao, Haejin Yoon, Peter T. Sage, Martin W. LaFleur, Justin D. Trombley, Connor A. Jacobson, Zoltan Maliga, Steven P. Gygi, Peter K. Sorger, Joshua D. Rabinowitz, Arlene H. Sharpe, Marcia C. Haigis. Obesity Shapes Metabolism in the Tumor Microenvironment to Suppress Anti-Tumor ImmunityCell, 2020; DOI: 10.1016/j.cell.2020.11.009

Tác giả: Ngọc Khánh.

Bài viết dịch thuật và biên tập bởi ykhoa.org – vui lòng không reup khi chưa được cho phép!

About Khamdinhky

Like page Y lâm sàng để cập nhật những thông tin và bài viết mới nhất!

Check Also

[Healthline] Liệu giữ một nhật ký lo âu có giúp bạn kiểm soát được căng thẳng?

Bạn thường làm gì khi bị căng thẳng hoặc lo âu? Bạn có kể với …