ung thư và cơ chế miễn dịch

Và đối với những tế bào do cơ thể sinh ra như tế bào ung thư, hệ miễn dịch sẽ hoạt động theo cơ chế như thế nào để chống lại chúng?. Khi đó, chúng trở thành “kẻ xa lạ” với cơ thể và hệ m

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM

KHOA CNSH & KTMT



MIỄN DỊCH HỌC UNG THƯ VÀ

CƠ CHẾ MIỄN DỊCH

GVHD: NGUYỄN THỊ KIM ANH

NHÓM: 3

TP HCM, tháng 4 năm 2016

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

MỤC LỤC

Trong cơ thể mỗi con người chúng ta đều có sẵn cơ chế loại bỏ những vi khuẩn gây bệnh, virus, nấm, ký sinh trùng hay những tác nhân có hại bên ngoài, không cho chúng

xâm nhập vào cơ thể Cơ chế này có tên gọi là “immune system” ( hệ miễn dịch ) Hệ

miễn dịch được ví như “hàng rào bảo vệ cơ thể” giúp biến đổi các tác nhân có hại bên ngoài thành vô hại Chẳng hạn như một khi virus cảm cúm đã xâm nhập vào cơ thể, nếu hệ miễn dịch của người đó mạnh thì virus gây bệnh đó sẽ bị “đánh đuổi” ra ngoài Ngược lại, nếu hệ miễn dịch của người đó yếu thì sẽ không đủ khả năng loại bỏ virus cảm cúm ra ngoài, do đó chúng sẽ gây bệnh cho cơ thể

Như chúng ta đã biết, ung thư là căn bệnh nguy hiểm, có tỷ lệ tử vong cao đứng đầu thế giới Trong hàng thế kỷ qua, việc điều trị ung thư đều dựa trên phương pháp xạ trị, hoá trị, phẩu thuật cắt bỏ khối u,… gây tổn thương cho các tế bào lành, thậm chí còn diệt cả những tế bào lành đang hoạt động bình thường

Một câu hỏi đặt ra: Liệu rằng có phương pháp nào điều trị ung thư mà các tế bào lành không bị huỷ hoại trong khi vẫn có thể tiêu diệt hiệu quả các tế bào ung thư hoặc khống chế khả năng phát triển nhanh chóng của các khối u ung thư?

Nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới chứng minh những người có miễn dịch tự nhiên mạnh thì khả năng mắc ung thư thấp hơn Thâm chí ngay cả khi mắc ung thư, cơ thể cũng có khả năng chống chọi với bệnh tật tốt Từ đó đã đưa đến một ý tưởng rằng

có thể sử dụng hệ thống miễn dịch của cơ thể để kiểm soát và chống lại ung thư

Vậy nếu cơ thể chúng ta đã có hệ miễn dịch vậy thì tại sao lại có sự xuất hiện của căn bệnh ung thư? Và đối với những tế bào do cơ thể sinh ra như tế bào ung thư, hệ miễn dịch sẽ hoạt động theo cơ chế như thế nào để chống lại chúng? Chúng ta sẽ cùng

tìm hiểu mối liên hệ giữa Ung thư và cơ chế miễn dịch trong bài tiểu luận này

I KHÁI QUÁT VỀ CĂN BỆNH UNG THƯ

1 Ung thư là gì?

Ung thư (cancer) là tên dùng chung để mô tả một nhóm các bệnh phản ánh những sự thay đổi về sinh sản, tăng trưởng và chức năng của tế bào Các tế bào bình thường trở nên bất thường (đột biến) và tăng sinh một cách không kiểm soát, xâm lấn các mô ở gần (xâm lấn cục bộ) hay ở xa (di căn) qua hệ thống bạch huyết hay mạch máu Di căn là nguyên nhân ngây tử vong chính của ung thư

Bệnh ung thư có thể xuất hiện ở bất kỳ phần nào trên cơ thể Có nhiều loại ung thư, có thể bắt đầu ở phổi, vú, đại tràng, hoặc thậm chí trong máu Các loại ung thư

có thể phát triển và lan rộng theo nhiều cách khác nhau Các tế bào ung thư trong phổi có thể di chuyển đến xương và phát triển ở đó Khi các tế bào ung thư lan rộng, hiện tượng này được gọi là di căn Khi ung thư phổi lan đến xương, nó vẫn được gọi là ung thư phổi và khi đó các tế bào ung thư trong xương nhìn vẫn giống như các tế bào ung thư trong phổi, nhưng không được gọi là ung thư xương trừ khi

nó bắt đầu từ trong xương

2 Khối u là gì?

Hầu hết các bệnh ung thư hình thành một cục u được gọi là khối u hoặc bướu Nhưng không phải tất cả các cục u đều là ung thư Bác sĩ sẽ lấy ra một phần của khối u và kiểm tra nó để tìm hiểu xem có phải là ung thư không

Những khối u mà không phải là ung thư được gọi là lành tính Những khối u mà

là ung thư được gọi là ác tính Có một số loại ung thư, như bệnh bạch cầu (ung thư máu), không hình thành các khối u Ung thư này phát triển trong các tế bào máu hay tế bào khác của cơ thể

3 Nguyên nhân ung thư

Ung thư xuất phát từ một tế bào đơn lẻ, đơn vị cơ bản của sự sống Sự chuyển dạng từ một tế bào bình thường thành một tế bào ung thư là một quá trình nhiều giai đoạn, từ một tổn thương tiền ung thư đến khối u ác tính Những thay đổi này là

kết quả tương tác giữa các yếu tố di truyền của một người và các loại tác nhân bên ngoài, bao gồm:

- Các tác nhân sinh ung vật lý: tia cực tím, bức xạ ion hoá,

- Các tác nhân sinh ung hoá học: như a-mi-ăng (asbestos), các thành phần của khói thuốc lá, aflatoxin (một chất nhiểm bẩn thức ăn), arsenic (một chất nhiễm bẩn thức uống),…

- Các tác nhân sinh ung sinh học: nhiễm trùng một số virus, vi khuẩn hay ký sinh trùng

Hình 1 Khói thuốc lá gây ung thư phổi

Mặc dù phát triển từ các tế bào bình thường, nhưng khi trở thành tế bào ung thư thì các tế bào này sẽ trở nên khác biệt Tế bào ung thư cũng có một lớp protein đặc thù bao phủ lên màng tế bào của chúng nên lớp vỏ protein này được coi là những chất bất thường trên bề mặt tế bào Khi đó, chúng trở thành “kẻ xa lạ” với cơ thể và hệ miễn dịch sẽ coi tế bào ung thư là kẻ xâm nhập nên sẽ phát động phản ứng miễn dịch tấn công tiêu diệt chúng

Vấn đề chính là các tế bào ung thư đều có nguồn gốc từ tế bào bình thường mà

ra Chúng thường được coi như “những kẻ phản bội” trong “hàng ngũ tế bào lành” Do

đó khi mới hình thành, tế bào ung thư thường có rất ít sự khác biệt so với tế bào bình

thường nên hệ miễn dịch gặp khó khăn trong việc nhận diện kẻ phản bội hơn so với

“kẻ ngoại lai” xâm nhập từ bên ngoài (như virus, vi khuẩn,…)

Bên cạnh đó, ngay cả khi nhận dạng được tế bào ung thư, nhưng do hệ miễn dịch bị yếu, chức năng bị suy giảm thì các đáp ứng miễn dịch cũng không đủ mạnh để tiêu diệt chúng, và bản thân các tế bào ung thư cũng có thể lẫn tránh, chống lại sự kiểm soát của

hệ miễn dịch Do vậy, khi hệ miễn dịch trở nên yếu kém thì khả năng cơ thể phát hiện

và chống lại ung thư khó khăn hơn

4 Sự tăng sinh của tế bào ung thư trong cơ thể

Phân chia tế bào (tăng sinh) là quá trình sinh lý xảy ra trong những điều kiện nhất định ở hầu hết các mô trong cơ thể sinh vật đa bào Bình thường sự cân bằng giữa tốc độ của quá trình tăng sinh và quá trình chết của tế bào được điều hòa một cách chặt chẽ để đảm bảo cho tính toàn vẹn của cơ quan và mô Tuy nhiên khi các

tế bào xảy ra đột biến trong DNA, chúng có thể phá vỡ cơ chế điều khiển này và gây ra ung thư

Hình 2 Sự phân chia của tế bào ung thư

Sự tăng sinh không kiểm soát và thường là nhanh chóng của tế bào sẽ tạo thành các khối u lành tính hay khối u ác tính (ung thư)

Ban đầu, các tế bào ung thư phát sinh ở 1 vị trí, sau đó, các tế bào ác tính di chuyển đến nơi khác trên cơ thể, sinh sống, phát triển ở đó tạo nên các tế bào ác tính mới

II Cơ chế chống lại ung thư của hệ thống miễn dịch

Hệ miễn dịch là hàng rào bảo vệ cơ thể trước bất kỳ một “kẻ lạ mặt” nào xuất hiện trong cơ thể Có thể là những tác nhân xâm nhập từ bên ngoài như vi khuẩn, nấm, virus,… và cũng có thể là “nội sinh” như tế bào ung thư Hệ miễn dịch làm việc không ngừng suốt ngày đêm để theo dõi và nhận biết những chất lưu hành trong cơ thể Bất kì một tác nhân mới nào mà không được công nhận bởi hệ miễn dịch thì nó sẽ đưa ra báo động và tạo một chuỗi các đáp ứng miễn dịch để tấn công chất đó

Các tế bào ung thư cũng có sự khác biệt so với các tế bào bình thường của cơ thể, chúng thường được bao phủ bởi ột lớp protein trên bề mặt tế bào nên có sự khác biệt với tế bào lành Khi đó chúng trở thành lẻ xa lạ với cơ thể và sẽ bị các tế bào miễn dịch tấn công tiêu diệt

1 Tế bào lympho (lymphocyte)

Là các tế bào chuyên biệt của hệ miễn dịch, các tế bào lympho rất phổ biến trong

hệ bạch huyết Trong máu có ba loại lymphocyte: tế bào B (B-cells), tế bào T

(T-cells) và các tế bào giết tự nhiên (natural killer cell – NK (T-cells)

a T-cells và B-cells

Cả hai loại tế bào này đều được sản xuất trực tiếp từ tủy xương

o B-cells phát triển trong tuỷ xương và lá lách, sản sinh kháng thể (antibodies) hay còn gọi là kháng thể huyết thanh (immune globulins ) nhằm chống lại các tác nhân có hại ở môi trường ngoài xâm nhập vào cơ thể, kể cả các tế bào ung thư

Hình 3 Sự di chuyển của tế bào ác tính

o T-cells trưởng thành ở tuyến ức, không sản xuất kháng thể Tế bào hỗ trợ T-cells này tạo ra các hoạt chất sinh học có lên gọi là Lymphokine (chất hoạt hóa tế bào Lympho) Hoạt chất này dẫn đến quá trình sản xuất kháng thể của B-cells

Suppressor T-cells (tế bào ức chế T) là nơi ra lệnh ngừng hay tiếp tục tấn công

để loại bỏ các tế bào có hại bên ngoài xâm nhập vào cơ thể, vì một khi không còn các tác nhân gây hại nhưng quá trình loại bỏ không chấm dứt, sẽ sinh ra hiện tượng bảo vệ quá mức không cần thiết và gây hư hỏng các bộ phận khác trong cơ thể Ngoài ra, Killer T-cells là tế bào miễn dịch trực tiếp tiêu diệt các tác nhân “thù địch” trong cơ thể

Hình 4 Tế bào miễn dịch tấn công tế bào ung thư

b NK cells

Các tế bào giết tự nhiên tấn công các tế bào khối u và các tế bào bị nhiễm virus theo cách giống như các tế bào lympho Nhưng trong khi mỗi tế bào lympho chỉ có thể nhận biết và tấn công các tế bào bị nhiễm bởi một loại virus nào đó, thì các tế bào giết

tự nhiên có thể tấn công ở phạm vi lớn hơn

Nghiên cứu cho thấy các tế bào NK hoạt động tự do không cần phải nhận lệnh

từ bất cứ tế bào nào khác Chúng có tên gọi là Killer (kẻ tiêu diệt) vì chúng sẽ lập tức tiêu diệt bất cứ tác nhân lạ nào trong cơ thể mà chúng bắt gặp mà không cần sự mẫn cảm nào trước đó

Tế bào NK tiếp xúc màng trực tiếp với tế bào ung thư một cách không đặc hiệu

và không phụ thuộc vào kháng thể, tuy nhiên một số trường hợp tế bào NK lại bộc lộ các thụ thể trên màng dành cho đầu tận cùng C của phân tử kháng thể Các tế bào NK này có thể gắn vào các kháng thể kháng ung thư đã gắn trên bề mặt tê bào ung thư sau

đó phá huỷ tế bào ung thư này Quá trình này được gọi là hiệu quả ADCC – gây độc tế bào bởi tế bào phụ thuộc kháng thể

Hình 5 Hiện tượng ADCC

Do vậy, người ta nhận thấy rằng các tế bào NK đóng vai trò quan trọng trong đáp ứng chống lại các tế bào ung thư, giết chết tế bào ung thư bởi một số yếu tố gây độc do tế bào NK tiết ra

Khoa học đã chứng minh, tất cả các tế bào ung thư đều cần phải có một thời gian dài nhất định để tạo thành khối u và NK cells là tế bào miễn dịch thường xuyên tấn công loại bỏ những tế bào bất bình thường có nguy cơ sẽ chuyển biến thành tế bào ung thư

2 Đại thực bào (macrophage)

Những tế bào vừa nêu trên, không phải là những “chiến binh” duy nhất có khả năng chống lại tác nhân gây hại cho cơ thể, mà còn phải kể đến Macrophage Là một thành viên của hệ miễn dịch trong cơ thể,

Macrophage bảo vệ cơ thể bằng cách “nuốt chửng” những tế bào có hại Vì lẽ đó, Macrophage còn có tên gọi khác là phagocytes (thực bào)

Những nơi viêm là nơi tập trung nhiều bạch cầu, tại nơi đó bạch cầu thò chân giả bắt giữ các vi khuẩn và mảnh tế bào chết Các vật lạ lọt vào bào tương bằng cơ chế nhập bào và bị các men bạch cầu tiêu huỷ Nếu vật lạ được bao bằng bổ thể, tức là được opsonin hoá thì dễ bị bắt giữ và làm tăng khả năng thực bào lên gấp hàng trăm lần

Bạch cầu chứa đựng nhiều men có khả năng làm tiêu huỷ vi khuẩn và các vật lạ

mà bạch cầu bắt giữ Các men phần lớn nằm trong các hạt lysosome của bạch cầu Các lysosome của đại thực bào chứa men bao bọc các vi khuẩn lao, phong và một số

vi khuẩn khác Còn các bạch cầu trung tính chứa trong bào tương một số lượng lớn lysosome và phagocytin là những chất huỷ diệt vi khuẩn rất mạnh

Mặc khác, Macrophage sản sinh ra rất nhiều enzymes và cytokines, bao gồm: interferons, interleukins và nhiều hoạt chất sinh học khác nhằm truyền tín hiệu đến cho T-cells về sự hiện diện của các tác nhân không tốt đối với cơ thể

Ngoài tiết enzyme, các đại thực bào hoạt hoá còn tiết chế các yếu tố hoà tan như yếu tố gây hoại tử khối u (TNF) – yếu tố này có thể giết chết một số loại tế bào Bằng việc tiết chế các yếu tố gây độc đã cho thấy các đại thực bào cũng góp phần gây thoái biến ung thư

3 Các cytokine gây viêm

Suy mòn do ung thư là một quá trình viêm liên quan đến các yếu tố được phóng thích từ khối u cũng như các quá trình được khởi phát bởi đáp ứng miễn dịch của vật chủ chống lại sự hiện diện của khối u

Các cytokine đóng vai trò là các chất trung gian của đáp ứng vật chủ Sự hiện diện của khối u khiến hệ miễn dịch của cơ thể kích hoạt một đáp ứng viêm, là một phần của tiến trình trị thương của cơ thể trong khi đau ốm hay sau phẫu thuật Thường thì đáp ứng viêm tự hạn chế và giảm khi sự trị thương tiến hành nhưng đôi khi vượt ngoài tầm kiểm soát như trong trường hợp bệnh ung thư

Đáp ứng viêm được kích hoạt bởi sự phóng thích các protein điều tiết của các tế bào thuộc hệ miễn dịch vào dòng máu Các protein điều tiết này được gọi là các cytokine gây viêm, là các protein nhỏ khởi đầu cho sự xuất hiện của các dấu hiệu và triệu chứng chính của suy mòn do ung thư

Các cytokine sơ cấp liên quan là:

o Yếu tố gây hoại tử khối u (TNF-α – tumor necrosis factor)

o Interleukin -1 (IL-1)

o Interleukin – 6 (IL-6)

a Yếu tố gây hoại tử khối u TNF -α

TNF là chất trung gian chính của phản ứng viêm cấp chống vi khuẩn gram âm

và một số vi sinh vật khác TNF đồng thời cũng là chất chịu trách nhiệm về nhiều biến chứng toàn thân của nhiễm trùng nặng TNF lần đầu tiên được tìm thấy trong huyết

thanh động vật xử lý với nội độc tố vi khuẩn (LPS) và có tác dụng gây ra sự hoại tử của các khối u trong cơ thể khi hiện diện với lượng lớn

TNF-α được sản xuất chủ yếu bởi đại thực bào, sau đó đi vào máu rồi đến các

mô và cơ quan khác, TNF-α còn được tổng hợp trong các tế bào NK, lympho T và một vài dòng tế bào ung thư

Một điều đáng chú ý là TNF-α hoạt hóa 1 số protein nội bào để tạo nên hiện tượng chết lập trình (apoptosis) hoặc kích thích biểu hiện gen

TNF-α gây hoại tử (chết) của tế bào khối u và có một loạt các tác động tiền viêm Yếu tố hoại tử khối u là một cytokine đa chức năng với các hiệu ứng trên chuyển hoá lipid, đông máu, kháng insulin, và chức năng của các tế bào nội mô trong các mạch máu

Hình 6 Hoạt tính sinh học của TNF

b Tế bào sát thủ lymphokine hoạt hoá

Bao gồm: interleukin-12, interferon,

- Interleukin-12 được sinh ra bởi các đại thực bào và các tế bào B, nó có hiệu quả hoạt hoá các tế bào T và các tế bào NK, do đó nâng cao tính hiệu quả của việc tấn công các tế bào ung thư Interleukin-12 cũng kích thích sự sản sinh interferon-g nhờ các tế bào T và các tế bào NK

- Interferon-γ là một lymphokine (chất có hoạt tính sinh học) do các tế bào lympho sinh ra Nó là một “công nhân chăm chỉ”, không những tấn công các virut và các tế bào ung thư một cách hiệu quả mà còn kích thích các đại thực bào và các tế bào NK Ngoài ra, interferon-γ còn được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc để chữa bệnh viêm gan C mãn tính và ung thư thận Interferon

(một loại protein có tác dụng ngăn ngừa không cho tế bào đã bị nhiễm virus tăng trưởng và phát triển về kích thước và số lượng)

Tất cả những thông tin trên chắc cũng đã cho các bạn một khái niệm tổng quát

về hoạt động của cơ chế “phòng thủ” sinh học của cơ thể Một khi những tế bào miễn dịch này còn hoạt động bình thường thì lúc đó chúng sẽ tấn công tiêu diệt hết những vi khuẩn , virus gây bệnh và hơn nữa là những tế bào ung thư nhằm mục đích bảo vệ cơ thể con người khỏi bệnh tật

III Sự lẫn tránh của các tế bào ung thư

Theo nguyên lý sinh học, hệ thống miễn dich của con người có khả năng phát hiện và tiêu diệt các tế bào bất thường, tế bào ung thư, và có thể ngăn chặn sự phát triển của nhiều loại ung thư qua các kháng thể và đại thực bào

Tuy nhiên, các tế bào ung thư là đôi khi có thể để tránh bị phát hiện và bị phá hủy bởi hệ thống miễn dịch của con người theo ba nguyên tắc sau:

- Làm giảm sự “phô bày” tính kháng nguyên khối u trên bề mặt của chúng, đây là giai đoạn đầu tiên và cực kỳ quan trọng giúp hệ miễn dịch phát hiện “kẻ lạ” để tiêu diệt chúng, không phát hiện được kháng nguyên (kẻ lạ) thì không thể có các công đoạn tiếp theo

- Các protein trên bề mặt tế bào ung thư gây bất hoạt các tế bào trách nhiệm miễn dịch

- Chế tiết ra vi môi trường chung quanh các chất ức chế đáp ứng miễn dịch và thúc đẩy sự tăng sinh tế bào khối u và giúp tế bào ung thư sống còn

Do thường bị tấn công nên các tế bào ung thư có cơ chế lẩn tránh hoặc ẩn mình trước hệ miễn dịch Đây chính là một trong những nguyên nhân quan trọng làm cho ung thư tồn tại và phát triển trong cơ thể Chúng lẩn tránh theo các phương thức cụ thể như sau: