Phát hiện cơ quan mới ẩn trong hộp sọ, mở hướng tiếp cận ung thư não

Sau hàng thế kỷ nghiên cứu y học, giới khoa học có thể tưởng rằng danh sách các cơ quan trong cơ thể người đã tương đối hoàn chỉnh. Tuy nhiên, những phát hiện gần đây cho thấy cơ thể vẫn còn nhiều cấu trúc bí ẩn có thể đảm nhiệm những chức năng quan trọng.

Nghiên cứu mới của các nhà sinh học tại Trường Y thuộc Đại học Washington ở St. Louis (WashU), Mỹ, được công bố trên tạp chí Nature, đã xác định được một cơ quan miễn dịch mới nằm trong hộp sọ.

Theo các nhà nghiên cứu, những cấu trúc này dường như hoạt động như các “trạm an ninh” nằm ngay sát não, giúp hệ miễn dịch nhanh chóng phát hiện và chống lại các mối đe dọa, trong đó có ung thư não.

Cho đến nay, các cấu trúc mới chỉ được xác định rõ ở chuột. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết đã có những dấu hiệu cho thấy con người cũng sở hữu các cấu trúc tương tự. Phát hiện này có thể mở ra một phương thức mới để tăng cường phản ứng miễn dịch chống lại những căn bệnh vốn rất khó điều trị như ung thư não.

“Trạm an ninh” ngay trong hộp sọ

Jonathan Kipnis, nhà miễn dịch học thần kinh tại WashU và là tác giả chính của nghiên cứu cho rằng, phát hiện mới làm thay đổi đáng kể cách nhìn về tủy xương hộp sọ.

“Nghiên cứu này cho thấy tủy xương của hộp sọ không chỉ đơn thuần là một cấu trúc nâng đỡ mà còn chứa những trung tâm trước đây chưa được nhận diện, có vai trò trong các phản ứng miễn dịch đặc hiệu đối với não”, ông nói.

Theo ông Kipnis, việc phát hiện môi trường miễn dịch khu trú này có thể thay đổi cách giới khoa học hiểu về sự tương tác giữa hệ thần kinh và hệ miễn dịch, đồng thời mở ra những hướng nghiên cứu mới trong điều trị khối u não cũng như các bệnh thần kinh khác.

Cơ thể con người có hai hệ thống miễn dịch tương đối riêng biệt: một hệ thống liên quan đến hệ thần kinh trung ương, bao gồm não và tủy sống, và một hệ thống bảo vệ phần còn lại của cơ thể.

Trong thời gian dài, các nhà khoa học cho rằng hai hệ thống này gần như tách biệt. Tuy nhiên, ngày càng nhiều nghiên cứu cho thấy ranh giới giữa hai hệ thống không hoàn toàn rõ ràng như trước đây.

Trong một nghiên cứu trước đó, chính nhóm của ông Kipnis đã phát hiện những kênh cực nhỏ chạy từ mô não, xuyên qua màng cứng - lớp màng bảo vệ ngoài cùng bao quanh não - rồi đi vào hộp sọ. Phát hiện này đặt ra câu hỏi liệu các tế bào và phân tử liên quan đến hệ miễn dịch có thể di chuyển trực tiếp giữa não và tủy xương hộp sọ hay không.

Trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học sử dụng các protein đánh dấu huỳnh quang để theo dõi sự di chuyển của các phân tử dọc theo những kênh này. Họ lần theo đường đi của chúng từ các tế bào thần kinh đến tủy xương nằm trong hộp sọ.

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu nhận thấy các phân tử tập trung tại những cấu trúc có hình dạng và đặc điểm rất giống “trung tâm mầm” - những cấu trúc thường được tìm thấy trong các hạch bạch huyết.

Trung tâm mầm có thể được xem như những “trại huấn luyện” của hệ miễn dịch. Tại đây, các tế bào B chưa trưởng thành được kích hoạt, tăng sinh với số lượng lớn và phát triển khả năng nhận diện các tác nhân gây bệnh cụ thể trước khi được đưa vào cuộc chiến chống lại mầm bệnh.

Theo các nhà nghiên cứu, việc những cấu trúc tương tự nằm ngay trong tủy xương hộp sọ, sát với não, có thể mang lại lợi thế đáng kể cho hệ miễn dịch.

Thay vì phải huy động các tế bào miễn dịch từ những khu vực xa trong cơ thể, não có thể được bảo vệ bởi một “lực lượng phản ứng nhanh” được bố trí ngay tại khu vực xung quanh.

“Chúng tôi chưa bao giờ nhìn thấy những cấu trúc như vậy trong tủy xương khỏe mạnh trước đây”, Jang Hyun Park, nhà sinh học tế bào tại WashU và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết.

Theo ông, phát hiện này cho thấy một cơ quan phức tạp như não có thể cần những cấu trúc miễn dịch chuyên biệt để bảo vệ chính nó.

Có thể giúp chống ung thư não

Để kiểm tra vai trò của các cấu trúc này, nhóm nghiên cứu tiến hành thí nghiệm trên chuột mắc u thần kinh đệm (glioma), một dạng ung thư não nguy hiểm.

Các nhà khoa học làm thay đổi hoạt động của những cấu trúc miễn dịch trong hộp sọ bằng cách đưa hydrogel chứa các hợp chất kích thích hoặc ức chế miễn dịch vào dưới da đầu.

Những con chuột có cấu trúc miễn dịch bị làm gián đoạn phát triển khối u nhanh và mạnh hơn, đồng thời có tỷ lệ sống thấp hơn nhóm đối chứng.

Trong khi đó, những con chuột được điều trị bằng hỗn hợp ba protein tăng cường miễn dịch có phản ứng chống ung thư mạnh hơn. Khối u được kiểm soát tốt hơn và thời gian sống của chúng cũng tăng đáng kể.

Kết quả cho thấy các cấu trúc miễn dịch trong hộp sọ có thể đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ não trước ung thư.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng kết quả trên chuột chưa thể khẳng định hiệu quả ở người. Một manh mối đáng chú ý là các tế bào T nang từng được phát hiện trong tủy xương hộp sọ người, cho thấy những cấu trúc tương tự có thể tồn tại ở con người.

Tiềm năng mở rộng sang nhiều bệnh thần kinh

Nếu được xác nhận, phát hiện này có thể mở ra một cách tiếp cận mới trong điều trị ung thư não. Thay vì phải phẫu thuật não để tác động trực tiếp vào khối u, các nhà khoa học có thể trong tương lai tìm cách đưa thuốc hoặc chất kích thích miễn dịch đến các cấu trúc này thông qua da đầu.

Theo ông Jonathan Kipnis, tiềm năng của phát hiện không chỉ giới hạn ở ung thư não. Những “trạm miễn dịch” trong hộp sọ có thể liên quan đến nhiều bệnh thần kinh khác có yếu tố miễn dịch, như Alzheimer, Parkinson, tâm thần phân liệt và COVID kéo dài.

“Phát hiện này về cơ bản làm thay đổi hiểu biết hiện nay của chúng ta về miễn dịch thần kinh”, ông Kipnis nói.

Từ một phát hiện bắt đầu bằng việc lần theo những kênh siêu nhỏ giữa não và hộp sọ, các nhà khoa học đang đứng trước khả năng phải viết lại một phần hiểu biết về mối quan hệ giữa não và hệ miễn dịch. Và nếu các cấu trúc được phát hiện ở chuột cũng hiện diện ở người, chúng có thể trở thành một “cửa ngõ” mới để điều trị không chỉ ung thư não mà còn nhiều bệnh lý thần kinh khác.

Hồng Nhung