Luận văn: Vai trò của protein BBAP trong quá trình phát triển ung thư da melanoma

Luận văn thạc sĩ phân tích vai trò của protein BBAP trong sự phát triển của ung thư da melanoma, cơ chế gây di căn và khả năng xâm lấn của tế bào.

• Tác giả: Trần Đình Ngọc
• Người hướng dẫn: Ts. Nguyễn Đình Thắng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Vai trò của BBAP trong quá trình phát triển ung thư da dạng melanoma
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. BBAP là gì và nguồn gốc phát hiện

BBAP (B-lymphoma and BAL Associated Protein) là một protein liên kết có vai trò quan trọng trong điều hòa các quá trình sinh học tế bào. Protein này được phát hiện lần đầu tiên thông qua các nghiên cứu về bệnh lymphoma ở người và động vật. Tên gọi BBAP phản ánh nguồn gốc của nó từ các tế bào B lymphocyte và các protein liên kết khác. Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã nhận thấy rằng BBAP có mối liên hệ mật thiết với sự phát triển và tiến triển của ung thư da dạng melanoma. Khám phá này mở ra những hướng nghiên cứu mới về cơ chế phân tử điều khiển sự hình thành và lan tỏa của các tế bào ung thư.

1.1. Định nghĩa và chức năng cơ bản của BBAP

BBAP là một protein điều hòa tham gia vào các quá trình tín hiệu hóa tế bào quan trọng. Protein này hoạt động như một yếu tố liên kết giữa các con đường tín hiệu khác nhau bên trong tế bào. Chức năng chính của BBAP bao gồm việc điều chỉnh sự phân chia tế bào, sự sống sót tế bào và khả năng di căn của các tế bào ung thư.

1.2. Lịch sử phát hiện BBAP trong nghiên cứu ung thư

Ban đầu, BBAP được khám phá thông qua các nghiên cứu về lymphoma B. Sau đó, các nhà khoa học tiếp tục điều tra và phát hiện ra sự biểu hiện của BBAP ở các loại ung thư khác, đặc biệt là ung thư da melanoma. Những phát hiện này đã dẫn đến một loạt các nghiên cứu sâu hơn về vai trò của protein này trong phát sinh ung thư.

II. Vai trò của BBAP trong phát triển ung thư da melanoma

BBAP đóng một vai trò trung tâm trong quá trình phát triển và tiến triển của melanoma thông qua cơ chế điều hòa các con đường tín hiệu quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng mức độ biểu hiện BBAP cao trong các tế bào melanoma so với các tế bào da thường. Protein này tham gia tích cực vào sự xâm lấn và di căn của các tế bào ung thư, cho phép chúng vượt qua các rào cản tế bào và xâm lấn vào các mô xung quanh. Đặc biệt, BBAP kích hoạt con đường FAK/AKT, một trong những con đường tín hiệu quan trọng nhất điều khiển khả năng xâm lấn của tế bào ung thư. Sự hiểu biết này có ý nghĩa lâm sàng sâu sắc cho việc phát triển các chiến lược điều trị ung thư da mới.

2.1. Cơ chế BBAP kích hoạt con đường FAK AKT

Con đường FAK/AKT là một con đường tín hiệu quan trọng điều khiển sự di căn tế bào. BBAP kích hoạt protein FAK (Focal Adhesion Kinase), từ đó dẫn đến phosphorylation của AKT. Quá trình này tăng cường khả năng xâm lấn của tế bào melanoma và giúp chúng vượt qua ma trận ngoài tế bào.

2.2. Ảnh hưởng của BBAP đến khả năng xâm lấn tế bào

Các nghiên cứu in-vitro cho thấy rằng khi mức độ biểu hiện BBAP tăng cao, khả năng xâm lấn của tế bào G361 (dòng tế bào melanoma) tăng đáng kể. Ngược lại, khi BBAP bị inhibit hoặc mức độ biểu hiện giảm, khả năng xâm lấn của tế bào giảm xuống.

III. Phương pháp nghiên cứu và kết quả khoa học

Để xác định vai trò của BBAP trong ung thư da melanoma, các nhà nghiên cứu đã sử dụng nhiều phương pháp sinh học phân tử tiên tiến. Western blot được sử dụng để phát hiện mức độ biểu hiện protein BBAP trong các mẫu mô ung thư và tế bào bình thường. Real-time PCR được áp dụng để định lượng mRNA của BBAP, cho phép so sánh mức độ biểu hiện gene giữa các tế bào khác nhau. Các thí nghiệm xâm lấn in-vitro sử dụng các dòng tế bào melanoma được tạo ra bằng phương pháp nhân dòng phân tử với plasmid tái tổ hợp chứa gen BBAP. Kết quả cho thấy rõ ràng mối quan hệ giữa mức độ biểu hiện BBAP cao và khả năng xâm lấn gia tăng.

3.1. Phương pháp Western blot và Real time PCR

Western blot xác định hàm lượng protein BBAP thực tế trong các mẫu. Real-time PCR (Q-PCR) đo lường biểu hiện gene BBAP ở cấp độ mRNA. Cả hai phương pháp kết hợp lại cung cấp bức tranh toàn diện về mức độ hoạt động của BBAP từ mRNA đến protein.

3.2. Thí nghiệm xâm lấn in vitro và tạo dòng tế bào

Các dòng tế bào melanoma được tạo nhân dòng bằng cách chèn gen BBAP vào plasmid tái tổ hợp. Thí nghiệm xâm lấn cho phép đánh giá khả năng di căn của tế bào. Kết quả cho thấy tế bào với BBAP cao xâm lấn nhiều hơn đáng kể so với tế bào kiểm soát.

IV. Ý nghĩa lâm sàng và triển vọng điều trị

Các phát hiện về vai trò BBAP trong melanoma có ý nghĩa lâm sàng quan trọng cho việc phát triển các chiến lược điều trị mới. BBAP có thể được sử dụng như một biomarker để dự đoán tiên lượng bệnh và khả năng di căn ở bệnh nhân melanoma. Những bệnh nhân có mức độ biểu hiện BBAP cao có thể cần các liệu pháp điều trị tích cực hơn. Việc ức chế BBAP hoặc chặn con đường FAK/AKT có thể trở thành phương pháp điều trị liệu pháp có mục tiêu hiệu quả. Các công ty dược phẩm đang phát triển các chất ức chế FAK và AKT có thể được thử nghiệm lâm sàng cho ung thư da. Ngoài ra, hiểu biết về cơ chế BBAP mở ra cơ hội để phát triển các liệu pháp gen hoặc miễn dịch trị liệu mới.

4.1. BBAP như biomarker dự đoán tiên lượng bệnh

Mức độ biểu hiện BBAP cao có thể được sử dụng như một chỉ báo tiên lượng xấu trong ung thư da melanoma. Bệnh nhân có BBAP cao thường có khả năng di căn cao hơn và tiên lượng kém hơn. Điều này giúp các bác sĩ phân loại bệnh nhân và lập kế hoạch điều trị phù hợp hơn.

4.2. Phát triển liệu pháp điều trị có mục tiêu

Liệu pháp có mục tiêu chặn con đường FAK/AKT được kích hoạt bởi BBAP đang được phát triển. Các chất ức chế FAK và AKT đã cho thấy hiệu quả trong các mô hình in-vitro và in-vivo. Những liệu pháp này có thể kết hợp với hóa trị pháp hoặc miễn dịch trị liệu để tăng hiệu quả điều trị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Ung thƣ Da gồm nhiều loại u ác tính khác nhau xuất phát từ các tế bào biểu mô của da. Ba loại ung thƣ Da thƣờng gặp nhất là ung thƣ tế bào biểu mô tế bào đáy (Basal Cell Carcinoma – BCC), ung thƣ biểu mô tế bào vảy (Squamos Cell Carcinoma – SCC) và ung thƣ tế bào hắc tố (Maglinant melanoma – Melanoma). Một số loại ung thƣ Da hiếm gặp hơn nhƣ ung thƣ tế bào Merkel, ung thƣ tế bào xơ, angiofibrosarcoma. Số liệu của viện Ung thƣ Quốc gia Hoa Kỳ cho biết, ở Mỹ, ung thƣ da cao gấp 5 lần ung thƣ vú và ung thƣ tiền liệt tuyến [8,9].

Ở Úc, tỷ lệ mắc ung thƣ da chiếm khoảng 1% dân số và cao gấp 3 lần tỷ lệ mắc các bệnh ung thƣ khác cộng lại [56]. Ở Việt Nam, theo ghi nhân ung thƣ ở Hà Nội từ 1992 – 1996, cho thấy tỷ lệ mắc ung thƣ Da là 2,9 – 4,5/100. Theo báo cáo của Lê Trần Ngoan năm 2005 – 2006, tỷ lệ tử vong do ung thƣ Da ở nƣớc ta từ 0,2 – 0,4/100. Trong số các trƣờng hợp tử vong do ung thƣ Da nói chung, tỷ lệ tử vong do ung thƣ tế bào hắc tố chiếm hơn 50% [58].

Ung thƣ tế bào hắc tố hay ung thƣ da hắc tố là ung thƣ xuất phát từ tế bào sinh hắc tố và tế bào vận chuyển hắc tố, phân bố ở lớp tế bào đáy của da. Nguyên nhân của bệnh chƣa đƣợc chứng minh rõ ràng. Tuy nhiên một số yếu tố đƣợc coi là nguy cơ cao nhƣ tiếp xúc tia cực tím hay nốt ruồi bị chấn thƣơng lặp đi lặp lại lâu ngày. Ở nƣớc ta, do thiếu cảnh giác với căn bệnh này nên nhiều bệnh nhân không đƣợc chẩn đoán kịp thời, đến bệnh viện trong giai đoạn muộn của bệnh với tiên lƣợng xấu.

Trong quá trình phát sinh, phát triển của Ung thƣ hắc tố, có nhiều loại protein đƣợc quan tâm, BBAP là một trong số những protein nhƣ vậy. Có các nghiên cứu đã chứng minh vai trò của BBAP trong sự phát sinh, phát triển của ung thƣ vú hay ung thƣ tiền liệt tuyến. Tuy nhiên, chƣa có nghiên cứu nào tiến hành khảo sát vai trò của BBAP trên quá trình phát sinh, phát triển của ung thƣ da hắc tố. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu: 1.

Tạo dòng tế bào ung thƣ da dạng melanoma (G361) có sự biểu hiện tăng cƣờng protein BBAP. Tiến hành khảo sát bƣớc đầu sự ảnh hƣởng của BBAP lên khả năng xâm lấn, di căn của tế bào ung thƣ da dạng melanoma này (G361) thông qua khả năng điều hòa các con đƣờng tín hiệu tế bào. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1. Cấu trúc và chức năng của Da Da là cơ quan của hệ bài tiết, có nhiệm vụ bao bọc cơ thể, che chở cơ thể khởi sự ảnh hƣởng, tác động của môi trƣờng bên ngoài đối với cơ thể.

Da ngƣời lớn có diện tích khoảng 1,5 – 1,8 m2, trọng lƣợng trung bình 15 – 18kg. Da không chỉ là một màng bọc đơn thuần mà là một cơ quan có nhiều chức năng quan trọng có ý nghĩa quyết định đối với đời sống. Mặt khác, Da có liên quan mật thiết đến các bộ phận khác trong cơ thể. Da có nhiệm vụ ngăn cách giữa nội môi và ngoại môi, giữ cho nội môi tƣơng đối ổn định trong khi ngoại môi luôn biến đổi.

Bên cạnh đó, chức năng chính của Da là điều hòa, cảm nhận nhiệt độ, tổng hợp các vitamin nhóm B và D. Da đƣợc coi là một trong những bộ phận quan trọng nhất của cơ thể [1, 55] Cấu trúc Da gồm ba lớp chính: thƣợng bì (hay biểu bì -Epidermis), trung bì (hay chân bì – Dermis), và hạ bì (hay mô dƣới da – Subcutaneous). Các phần phụ của Da gồm có thần kinh, tuyến mồ hôi, tuyến bã, nang lông và móng (hình 1. Sơ đồ cấu trúc Da [1] a.

Lớp thượng bì – Epidermis Lớp thƣợng bì là phần trên cùng của Da, có độ dày nhỏ nhất trong ba lớp nhƣng giữ vai trò quan trọng nhất. Thƣợng bì chia ra thành bốn lớp (hình 1. Sơ đồ cấu tạo lớp biểu bì: 4 lớp nhỏ [1, 54] + Lớp tế bào sừng (lớp tế bào bóc vẩy – stratum corneum): Ở phía trên cùng, gồm 25 – 30 hàng các tế bào dạng vẩy, phẳng (keratinocytes). Các tế bào thuộc lớp này dẹt hoàn toàn, chứa keratin, màng bào tƣơng dầy – tạo thành một hàng rào không thấm nƣớc, nhân biến mất.

Mỗi tế bào trở thành một lá sừng mỏng, chồng chất lên nhau. + Lớp tế bào hạt (Stratum glanulosum): Bao gồm 2 – 3 hàng các tế bào dẹt (keratinocytes) có chứa các hạt keratohyalin. Các hạt này chuyển đổi các tonofilament thành keratin. Tonofilament là một loại protein cấu trúc và là một phần trong cơ chế ràng buộc các tế bào, đƣợc tìm thấy trong tất cả các tế bào biểu mô nhƣng đặc biệt phát triển tốt trong tế bào biểu bì.

+ Lớp tế bào sáng (Stratum lucidum): Lớp này chỉ đƣợc tím thấy ở lòng bàn tay, lòng bàn chân, gồm những tế bào trong, thuần nhất, dẹt, không nhân, chứa eleidin – hình thành do hóa lỏng các hạt sừng, xếp thành 2 – 3 hàng. + Lớp tế bào gai (Stratum spinosum): Các tế bào ở đây có hình đa diện, với 8 – 10 lớp tế bào. Các tế bào nằm sát nhau, nối với nhau bằng cầu nối bào tƣơng, rõ rệt hơn ở lớp đáy. Khi quan sát dƣới kính hiển vi điện tử, các tế bào này không nối hẳn với nhau mà chỉ tiếp xúc thông qua các thể nối (desmosome) chứa những hạt đậm đặc có bản chất là phospholipid.

Khi tách các tế bào gai rời nhau ra thì thấy trên bề mặt có những nhú bào tƣơng giống nhƣ những cái gai. Trong bào tƣơng có nhiều tơ trƣơng lực qui tụ vào những cầu nối, có thể hợp thành bó. 2 + Lớp tế bào đáy (Basal layer – Stratum germinativum): Đây là một lớp các tế bào hình trụ với hơn 90% là các tế bào sừng, các tế bào khác đƣợc tìm thấy ở lớp này bao gồm các tế bào Merkel, Langerhans và Melanocytes. Melanocytes phân phối đơn lẻ dọc theo màng đáy và có thể phát triển trở thành khối u ác tính.

Tế bào này chịu trách nhiệm tổng hợp sắc tố đặc trƣng của Da. Melanocyte có nguồn gốc từ tế bào thần kinh và di chuyển để ngăn cách biểu bì vào tuần thứ 8 của tuổi thai. Tế bào Langerhans, hoặc các tế bào đuôi gai có chức năng chính trong trình diện kháng nguyên, đến nay các tế bào này đƣợc cho là tiền đề của hệ thống miễn dịch tế bào của cơ thể. Những tế bào này tồn tại trong cấu trúc da trong một thời gian dài và đáp ứng với các kích thích khác nhau, ví dụ nhƣ bức xạ tia cực tím (UV).

Lớp hạ bì – Dermis (còn gọi là chân bì, trung bì hay bì) Về cấu trúc, hạ bì gồm ba thành phần: + Những sợi chống đỡ, sợi tạo keo là những sợi thẳng, không phân nhánh đƣợc cấu tạo bởi những chuỗi polypeptide (với khoảng 20 loại axit amin) còn gọi là các sợi collagen (collagen fibres). Sợi collagen chiếm khoảng 70% lớp hạ bì [1,3]. Sợi tạo keo có thể bị phá hủy bởi men collagenaza do vi khuẩn tiết ra. Các sợi chun (elastic fibres) là những sợi lớn hơn, có phân nhánh và có nguồn gốc từ các sợi tạo keo.

Hệ thống sợi lƣới tạo thành màng lƣới mỏng bao bọc quanh mạch máu (blood vessels ), tuyền mồ hôi (sweat gland). Cấu trúc của sợi lƣới giống hệt sợi tạo keo (hình 1. Vị trí và cấu trúc hệ thống sợi chống đỡ 3 Hình 1. Cấu trúc lớp hạ bì + Chất nền cơ bản là một màng nhầy gồm trytophan, tyrosin … + Tế bào gồm tế bào xơ hình thoi hoặc hình amip, có tác dụng làm da lên sẹo.

Tổ chức bào hình thoi hoặc hình sao, có thể phát triển thành đại thực bào đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể. Tƣơng bào tham gia quá trình chuyển hóa heparin, histamin. Ngoài các thành phần trên ở hạ bì còn có những động mạch, tĩnh mạch, bạch mạch (hệ thống này đƣợc bắt nguồn từ các đám rối ở sâu) và hệ thống thần kinh của da. Hiện nay giải phẫu học phân chia lớp hạ bì đƣợc phân chia thành hai khu vực: + Các khu vực nhú (the papillary region) – nằm bên dƣới và kết nối với lớp biểu bì, chứa các sợi đàn hồi tốt, nhƣng sắp xếp mỏng.

Chứa các tế bào sừng nhú, trong đó chứa các dây thần kinh hoặc các mao mạch và dính lên các lớp biểu bì nhƣ ngón tay. + Các khu vực lƣới (the reticular region) – lớp này là một mô liên kết dày đặc bất thƣờng, tạo thành một mạng lƣới nhƣ mô hình của các sợi collagen và các sợi đàn hồi (hình 1. Mô hình này cung cấp cho da một sức mạnh và sự dẻo dai để 4 có thể trở lại hình dạng ban đầu sau tác động cơ học. Lớp này chứa nhiều cấu trúc đảm bảo thực hiện các chức năng khác của da nhƣ sau:  Các mạch máu, mao mạch (capillaries, blood vessels).

Có một hệ thống mạng lƣới rộng lớn các mao mạch trong suốt lớp hạ bì, giữ 8 – 10% máu của cơ thể, đảm bảo thực hiện chức năng điều nhiệt và cung cấp dinh dƣỡng cho lớp biểu bì.  Hệ thống bạch mạch mang dịch kẽ trở lại máu để loại bỏ các chất thải.  Các đầu mút của hệ thống thần kinh cảm giác (hay thụ thể xúc giác) bao gồm các thụ thể cảm nhận cảm giác nóng (heat receptor), cảm giác lạnh (cold receptor), cảm giác tiếp xúc (touch receptor), cảm giác đau (pain receptor), cảm nhận ánh sáng (light touch receptor), cảm nhận và đáp ứng áp lực trên da (deep pressure receptor).  Tuyến mồ hôi (sweat gland) bao gồm tuyến tiết (ecrine gland) và các tuyến apocrine giữ chức năng điều chỉnh nhiệt độ và loại bỏ tạp chất cho da.

 Tóc (hair) để bảo vệ và tạo thành một dạng bẫy, giữ không khí ấm giúp giữ ấm cơ thể. Sự co thắt của các cơ này giúp cho các sợi lông (tóc) có thể đứng đƣợc trên da. Lớp mô dưới da (subcutaneous tissues or hypodermis, hypoderm), là lớp dƣới cùng, phân cách bì và màng xƣơng. Các loại tế bào đƣợc tìm thấy ở đây bao gồm các nguyên bào sợi, tế bào mỡ và đại thực bào.

Các phần phụ gồm có thần kinh, tuyến mồ hôi, tuyến bã, nang lông và móng + Thần kinh da đƣợc chia làm hai loại: có vỏ bọc myelin (thần kinh trung ƣơng) và không có vỏ bọc myelin (thần kinh giao cảm) và bao gồm 5 loại tiểu thể.