I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Protein Mô Ung Thư ĐHQGHN
Ung thư đại trực tràng là một trong những bệnh ung thư phổ biến nhất trên thế giới, đứng thứ ba sau ung thư phổi và ung thư vú. Đây là căn bệnh có tỷ lệ tử vong cao và tỷ lệ mắc bệnh có xu hướng ngày càng tăng. Theo thống kê, năm 2008 ước tính có khoảng 1,24 triệu người trên thế giới được chẩn đoán là mắc ung thư đại trực tràng, chiếm khoảng 10% trong số các loại ung thư. Việc chẩn đoán và phát hiện sớm ung thư đại trực tràng có ý nghĩa rất quan trọng, giúp làm tăng hiệu quả điều trị bệnh, giảm tỷ lệ tử vong do loại ung thư này gây ra. Hiện nay, một số phương pháp xét nghiệm lâm sàng đang được áp dụng để chẩn đoán ung thư đại trực tràng như chẩn đoán hình ảnh thông qua nội soi, sinh thiết, chụp X quang, xét nghiệm tìm máu trong phân, thăm khám trực tiếp, sử dụng chỉ thị CEA. Tuy nhiên, các phương pháp này thường phát hiện bệnh ở giai đoạn muộn, phương pháp nội soi thường gây khó chịu cho bệnh nhân, xét nghiệm máu trong phân cho nhiều kết quả dương tính và âm tính giả nên hiệu quả chẩn đoán và điều trị bệnh không cao. Vì vậy, nhu cầu đặt ra cho các nhà khoa học là làm thế nào để tìm ra được các chỉ thị sinh học đặc trưng để chẩn đoán, phát hiện ung thư đại trực tràng ở giai đoạn sớm.
1.1. Ung thư đại trực tràng Định nghĩa và tầm quan trọng
Ung thư là thuật ngữ được sử dụng để chỉ các bệnh liên quan đến việc các tế bào phân chia mất kiểm soát và có thể xâm lấn các mô khác. Các tế bào ung thư có thể di căn tới các phần khác của cơ thể thông qua máu hoặc hệ bạch huyết. Ung thư không chỉ là một bệnh mà bao gồm nhiều bệnh. Hầu hết ung thư được đặt tên theo cơ quan hoặc loại tế bào, nơi ung thư phát sinh. Ví dụ ung thư phát sinh từ đại tràng được gọi là ung thư đại tràng, ung thư phát sinh từ gan được gọi là ung thư gan… [48]. Ung thư là một trong 8 nguyên nhân gây chết đối với nhân loại trên toàn thế giới. Số lượng người tử vong do ung thư còn lớn hơn số lượng tử vong do nhiễm HIV, lao và sốt xuất huyết cộng lại. Đối với các nước có nền kinh tế phát triển, ung thư là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu. Đối với các nước đang phát triển, ung thư là nguyên nhân gây tử vong thứ hai, sau bệnh tim mạch [45].
1.2. Dịch tễ học ung thư đại trực tràng trên thế giới và Việt Nam
Năm 2008, ước tính có khoảng 12,66 triệu người mắc ung thư và 7,56 triệu người chết do căn bệnh này. Trong đó 4 loại ung thư là ung thư phổi, ung thư vú, ung thư dạ dày và ung thư đại trực tràng chiếm 2/5 tổng số ca mắc ung thư trên thế giới [45]. Ung thư đại trực tràng là loại ung thư phổ biến nhất trong các loại ung thư đường tiêu hóa [28], bao gồm ung thư đại tràng và ung thư trực tràng được gọi theo tên của mô, nơi phát sinh ung thư. Đại tràng và trực tràng là một phần của hệ tiêu hóa. Đại tràng chia ra làm nhiều phần: manh tràng, đại tràng lên, đại tràng ngang, đại tràng xuống và đại tràng sigma (Hình 1). Trực tràng nằm ngay trước hậu môn.
II. Thách Thức Trong Chẩn Đoán Sớm Ung Thư ĐHQGHN
Việc chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng vẫn còn nhiều thách thức. Các phương pháp hiện tại như nội soi và xét nghiệm máu trong phân có độ nhạy và độ đặc hiệu chưa cao, dẫn đến việc phát hiện bệnh ở giai đoạn muộn hoặc gây khó chịu cho bệnh nhân. Do đó, việc tìm kiếm các chỉ thị sinh học mới, đặc hiệu hơn là vô cùng cần thiết. Proteomics, với khả năng phân tích toàn diện hệ protein, hứa hẹn sẽ mang lại những đột phá trong lĩnh vực này. Các nhà khoa học tại ĐHQGHN đang nỗ lực nghiên cứu và ứng dụng proteomics để phát triển các phương pháp chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng hiệu quả hơn.
2.1. Hạn chế của các phương pháp chẩn đoán hiện tại
Hiện nay, một số phương pháp xét nghiệm lâm sàng đang được áp dụng để chẩn đoán ung thư đại trực tràng như chẩn đoán hình ảnh thông qua nội soi, sinh thiết, chụp X quang, xét nghiệm tìm máu trong phân, thăm khám trực tiếp, sử dụng chỉ thị CEA. Tuy nhiên, các phương pháp này thường phát hiện bệnh ở giai đoạn muộn, phương pháp nội soi thường gây khó chịu cho bệnh nhân, xét nghiệm máu trong phân cho nhiều kết quả dương tính và âm tính giả nên hiệu quả chẩn đoán và điều trị bệnh không cao.
2.2. Vai trò của proteomics trong tìm kiếm chỉ thị sinh học mới
Hiện nay, một trong những hướng nghiên cứu chỉ thị sinh học cho ung thư đại trực tràng đang được các nhà khoa học quan tâm là sử dụng công cụ proteomics. Bằng việc phân tích sự biến đổi trong thành phần, số lượng các protein có mặt trong huyết thanh, dịch cơ thể, mô ung thư của bệnh nhân ung thư, các nhà khoa học hi vọng tìm ra được các chỉ thị sinh học mới, dễ nhận biết để ứng dụng chẩn đoán ung thư đại trực tràng ở giai đoạn sớm, nhằm phục vụ công tác chẩn đoán, điều trị bệnh một cách hiệu quả.
III. Phương Pháp Phân Tích Proteomics Mô Ung Thư ĐHQGHN
Nghiên cứu tại ĐHQGHN sử dụng phương pháp proteomics để phân tích sự khác biệt về biểu hiện protein giữa mô ung thư và mô bình thường. Quy trình bao gồm tách chiết protein, điện di hai chiều (2-DE), phân tích hình ảnh gel, và xác định protein bằng khối phổ (MALDI-TOF MS). Các protein biểu hiện khác biệt được xác định và phân tích chức năng để tìm ra các ứng cử viên tiềm năng cho chỉ thị sinh học. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học có cái nhìn toàn diện về sự thay đổi protein trong ung thư đại trực tràng.
3.1. Quy trình tách chiết protein từ mô đại trực tràng
Trong khuôn khổ luận văn này, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu “Phân tích proteomics mô ung thư của bệnh nhân ung thư đại trực tràng“ với mục tiêu: Phân tách hệ protein tách chiết từ mô đại trực tràng bình thường và mô ung thư đại trực tràng của bệnh nhân ung thư đại trực tràng. Phân tích và so sánh sự biểu hiện khác biệt của các protein ở mô ung thư đại trực tràng so với mô đại trực tràng bình thường thông qua biểu hiện của các điểm protein trên bản gel điện di hai chiều.
3.2. Điện di hai chiều 2 DE và phân tích hình ảnh gel
Nhận dạng được một số protein biểu hiện khác biệt đặc trưng giữa mô ung thư đại trực tràng và mô đại trực tràng bình thường. Đề tài được thực hiện tại phòng Proteomics và Sinh học cấu trúc thuộc phòng thí nghiệm Trọng điểm công nghệ Enzyme và Protein, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.
3.3. Xác định protein bằng khối phổ MALDI TOF MS
Phân tích khối phổ các peptide thu được sau khi thủy phân protein T17B33 bằng enzyme trypsin Hình 10: Kết quả nhận dạng protein bằng tra cứu cơ sở dữ liệu NCBI sử dụng phần mềm Mascot Hình 11: Các nhóm protein theo chức năng Hình 12: Quá trình apoptosis trong tế bào Hình 13: Sơ đồ trình diện kháng nguyên của phức hệ phù hợp tổ chức mô cho tế bào lympho T Hình 14: Cơ chế tác dụng của Zinc finger protein đối với quá trình phiên mã Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Hà MỞ ĐẦU Ung thư đại trực tràng là một trong những bệnh ung thư phổ biến nhất trên thế giới, nó đứng thứ ba chỉ sau ung thư phổi và ung thư vú.
IV. Kết Quả Nghiên Cứu Protein Mô Ung Thư Tại ĐHQGHN
Nghiên cứu đã xác định được một số protein biểu hiện khác biệt đáng kể giữa mô ung thư và mô bình thường. Các protein này liên quan đến nhiều quá trình sinh học quan trọng như chu trình tế bào, apoptosis, miễn dịch, và trao đổi chất. Một số protein có tiềm năng trở thành chỉ thị sinh học cho chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng. Kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị ung thư hiệu quả hơn.
4.1. Danh sách các protein biểu hiện khác biệt được xác định
Bảng 6: Danh sách các protein được xác định bằng MALDI TOF-MS từ bản gel mô ung thư so sánh với bản gel mô đại trực tràng bình thường của bệnh nhân ung thư đại trực tràng Bảng 7: Tóm tắt chức năng chính của các protein đã được định danh biểu hiện khác biệt giữa mô ung thư đại trực tràng so với mô đại trực tràng bình thường DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 Hình ảnh đại trực tràng Hình 2 Các giai đoạn phát triển của ung thư đại trực tràng Hình 3 Phân tích hình ảnh bản gel điện di hai chiều sử dụng phần mềm Phoretix Hình 4 Điện di kiểm tra các phân đoạn dịch chiết protein từ mô đại trực tràng bình thường và mô ung thư đại trực tràng trên cùng bản gel polyacrylamide 10% có SDS Hình 5 Điện di kiểm tra mẫu của của phân đoạn dịch chiết protein PBS 1 và lysis 1 từ mô đại trực tràng bình thường và mô ung thư đại trực tràng Hình 6 Phân tách protein mô đại trực tràng của bệnh nhân mã số 11781 trên bản gel điện di hai chiều Hình 7 Minh họa các spot biểu hiện khác biệt trên bản gel mô ung thư so với mô bình thường Hình 8 Các spot protein biểu hiện khác biệt giữa bản gel điện di hai chiều của mẫu mô ung thư đại trực tràng so với mẫu mô đại trực tràng bình thường của bệnh nhân ung thư đại trực tràng mã số 11781
4.2. Chức năng sinh học của các protein biểu hiện khác biệt
Các protein này liên quan đến nhiều quá trình sinh học quan trọng như chu trình tế bào, apoptosis, miễn dịch, và trao đổi chất. Một số protein có tiềm năng trở thành chỉ thị sinh học cho chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng. Kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị ung thư hiệu quả hơn.
V. Ứng Dụng Protein Mô Trong Y Học Và Dược Phẩm ĐHQGHN
Các protein được xác định trong nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học và dược phẩm. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các xét nghiệm chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng, cũng như các liệu pháp điều trị nhắm mục tiêu vào các protein này. Nghiên cứu tại ĐHQGHN đóng góp vào sự phát triển của y học cá nhân hóa, giúp điều trị bệnh hiệu quả hơn dựa trên đặc điểm protein của từng bệnh nhân.
5.1. Phát triển xét nghiệm chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng
Các protein được xác định trong nghiên cứu có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong y học và dược phẩm. Chúng có thể được sử dụng để phát triển các xét nghiệm chẩn đoán sớm ung thư đại trực tràng, cũng như các liệu pháp điều trị nhắm mục tiêu vào các protein này.
5.2. Liệu pháp điều trị nhắm mục tiêu vào protein ung thư
Nghiên cứu tại ĐHQGHN đóng góp vào sự phát triển của y học cá nhân hóa, giúp điều trị bệnh hiệu quả hơn dựa trên đặc điểm protein của từng bệnh nhân.
VI. Triển Vọng Nghiên Cứu Protein Mô Ung Thư Tại ĐHQGHN
Nghiên cứu về protein mô ung thư tại ĐHQGHN có nhiều triển vọng trong tương lai. Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm xác định thêm các protein biểu hiện khác biệt, nghiên cứu sâu hơn về chức năng của các protein này, và phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị dựa trên protein. Sự hợp tác giữa các nhà khoa học, bác sĩ, và các nhà sản xuất dược phẩm là cần thiết để đưa các kết quả nghiên cứu vào ứng dụng thực tiễn.
6.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo về protein mô ung thư
Các hướng nghiên cứu tiếp theo bao gồm xác định thêm các protein biểu hiện khác biệt, nghiên cứu sâu hơn về chức năng của các protein này, và phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị dựa trên protein.
6.2. Hợp tác để đưa kết quả nghiên cứu vào ứng dụng thực tiễn
Sự hợp tác giữa các nhà khoa học, bác sĩ, và các nhà sản xuất dược phẩm là cần thiết để đưa các kết quả nghiên cứu vào ứng dụng thực tiễn.
