Hóa trị liệu phân tử

Hóa trị liệu phân tử

MỞ ĐẦU

Mặc dầu nhiều thuốc độc tế bào có thể cảm ứng gây chết 100% tế bào khối u in vitro, nhưng hiệu lực in vivo của chúng nói chung lại bị giới hạn bởi độc tính hệ thống giới hạn liều (dose-limiting systemic toxicity). Chỉ số trị liệu của các thuốc này có thể được nâng cao bằng cách chuyển giao cục bộ tới vị trí u. Điều này có thể thu nhận được bằng cách đưa thuốc qua động mạch, màng bụng, màng phổi, bàng quang, trong các phần vỏ (intrathecal) hoặc đưa hẳn vào trong khối u.

Tương tự như vậy, trị liệu tiền thuốc enzym được định hướng bởi gen (genedirected enzym prodrug therapy- GDEPT) nhằm tối đa hóa việc giết tế bào khối u cục bộ và tối thiểu hóa các hiệu ứng phụ nói chung bằng việc chuyển giao một enzym chuyển đổi một tiền thuốc bất hoạt thành một chất chuyển hóa có độc tính tế bào đặc hiệu tại khối u. Rõ ràng, điều này phụ thuộc vào nhiều cơ chế điều hòa hiệu ứng cao nhằm kiểm soát độ sát thực của sự chuyển giao cũng như sự biểu hiện gen.

Cho tới nay, tại Hoa Kỳ có khoảng 600 protocol thử nghiệm lâm sàng gen trị liệu đã được thực hiện, trong đó 60% có liên quan tới gen trị liệu ung thư. Gần 3500 bệnh nhân đã được điều trị theo các protocol này, trong đó có 2400 là bệnh nhân ung thư. Tương tự như vậy, tại Vương quốc Anh có khoảng 70 protocol gen trị liệu thì 70% là gen trị liệu ung thư. Phần lớn các thử nghiệm này đều là phát hiện liều pha I và các nghiên cứu về độc tính, tuy nhiên dưới 1% các nghiên cứu ngẫu nhiên pha III

lại tương phản với tình hình thực tiễn đương thời.

Trong chương này khái quát những lý do cơ bản phía sau hóa trị lệu vùng (cục bộ) được coi là nền tảng của GDEPT trong việc sắp đặt các thử nghiệm lâm sàng pha I bao gồm: các quan sát lâm sàng, dược động học (pharmacokinetics), dược động lực (pharmacodynamics). Sau đó là các báo cáo tóm lược về các thử nghiệm lâm sàng cho mỗi hệ enzym/tiền thuốc tới tận thời điểm này. Cuối cùng là các suy đoán sẽ được thực hiện trong tương lai của GDEPT.

HÓA TRỊ LIỆU CỤC BỘ (regional chemotherapy)

Một số khối u thường khu trú trong các bộ phận của các tổ chức hay cơ thể trong quá trình diễn biến tự nhiên của chúng. Khoảng 20% bệnh nhân khi đã được phẫu thuật cắt bỏ ung thư lại bị tái phát ở nơi khác, với trường hợp này thì có thể hỗ trợ bằng hóa trị liệu theo đường động mạch. Ổ bụng thường là vị trí di căn của ung thư buồng trứng, 1/3 bệnh nhân ung thư trực - kết tràng cũng tái diễn ở vị trí này. Tiền đề cơ bản của hóa trị liệu cục bộ là dược động học, nó phụ thuộc vào sự thanh thải thuốc khác nhau ở các vùng so với ̣ thanh thải thuốc nói chung. Hơn nữa, đã có những cải tiến kỹ thuật lớn với catheter nên cho phép kéo dài đường nối tới động mạch gan và các khoang bụng cũng như khoang phổi.

Thông thường, lợi thế cục bộ được đánh giá bằng việc ước tính nồng độ của các tác nhân trị liệu trong máu tĩnh mạch được phân phối theo khu vực và phân phối theo cả hệ thống. Nó được phản ánh bằng tỷ số [AUC(IP)]/[AUC(IV)], trong đó AUC là khu vực  dưới đường cong biểu thị tương quan giữa thời gian và nồng độ đối với thuốc hoặc virus. Lợi thế khu vực (cục bộ) đã được thiết lập đối với các tác nhân độc tế bào thông thường như 5-fluorouracil (5-FU), cisplatin, mitomycin C và doxorubicin khi được đưa vào qua động mạch gan hay vào khoang bụng.

Lợi ích của dược động học có thể rất lớn. Chẳng hạn như lợi thế cục bộ đối với 5-FU ở khoang bụng ở mức thang 500-10000. Điều này có nghĩa là có tiềm năng lớn trong việc làm tăng nồng độ của thuốc hoặc virus tới các khối u, vì thế mà tăng khả năng giết các tế bào này.

Hóa trị liệu qua động mạch gan là một đại diện đặc biệt bởi vì gan là  nơi đầu tiên vận chuyển và chuyển hoá một lượng lớn các chất. Hiện tượng này phụ thuộc vào nồng độ các chỉ điểm (marker) khối u trong dòng máu, vùng bề mặt nội mô và tốc độ của dòng máu. Đưa các chất gây độc tế bào qua màng bụng với thể tích ít nhất 1/L thì mới đảm bảo phân phối đồng đều qua ổ bụng. Trong cả 2 trường hợp, có thể cấy vĩnh viễn catheter mà không cần phải mở ổ bụng, cho phép đưa được thuốc nhiều lần tới các bộ phận có chứa hàng loạt khối u.

Hóa trị liệu qua bàng quang

Việc đưa các thuốc có độc tính tế bào hay bacillus Calmette Guerin (BCG) qua bàng quang đã được áp dụng trong điều trị ung thư bàng quang. Vì có thể thu nhận được thuốc ở nồng độ cao mà độc tính TB tối thiểu nên đã làm giảm nhẹ hoặc chậm sự tái diễn của bệnh. Điều này có thể qua trung gian hiệu ứng độc TB của thuốc hoặc kích thích đáp ứng viêm cục bộ.

Hóa trị liệu qua phần vỏ

Bởi vì nhiều thuốc không có khả năng vượt qua hàng rào máu - não nên việc hóa trị liệu phải thực hiện bằng phương pháp tiêm trực tiếp vào phần vỏ để đạt  đượcònồng độ trị liệu trong hệ thần kinh trung ương. Methotrexat thường được đưa vào phần vỏ để dự phòng và điều trị các bệnh máu ác tính có liên quan tới hệ thần kinh trung ương. Nó cũng được áp dụng với mức độ thấp hơn ở các bệnh nhân bị ung thư vú, ung thư phổi tế bào nhỏ và ung thư da.

Hóa trị liệu các khối u

Vì lợi thế dược động học có thể đạt được bằng trị liệu hóa học cục bộ, nên người ta đã tiêm trực tiếp vào trong khối u với mục đích đạt được nồng độ thuốc cao hơn ở các vị trí đã được lựa chọn. Hơn nữa, gel với nền tảng collagen đã được phát triển nhằm duy trì  lâu dài nồng độ cao của thuốc trong khối u. Các nghiên cứu tiền lâm sàng với gel này kết hợp với nhiều thuốc độc TB đã khẳng định có thể thu nhận và duy trì nồng độ thuốc cao trong khối u và cảm ứng sự chết của TB.

Một thử nghiệm pha II của cisplatin trong gel collagen và epinephrin đang được tiến hành bằng cách tiêm trực tiếp vào khối u của các bệnh nhân ung thư tế bào gan đã báo cáo là có tỷ lệ đáp ứng là 41% (12 trong số 29 bệnh nhân) và sống sót trung bình trên 15 tháng.

Một nghiên cứu dược động học khác trên những bệnh nhân tương tự báo cáo đã kéo dài t_max và bán sống khởi đầu của cisplatin dạng hỗn dược được duy trì bền vững ở vị trí u hơn là cisplatin dạng tự do.

Các nghiên cứu tương tự cũng đang được thực hiện với hy vọng sẽ mang lại kết quả tốt cho những bệnh nhân bị ung thư vùng đầu, cổ và da.

Tóm lại: đã có những cơ sở̃ vững chắc về dược lý học khẳng định việc sử dụng hóa trị liệu cục bộ. Những số liệu thu được từ các thử nghiệm lâm sàng với nhiều cách tiếp cận đã làm tăng nồng độ thuốc trong các khối u, đồng thời lại giảm thiểu tối đa trong toàn hệ thống làm cho người ta hy vọng sẽ làm tăng tỷ lệ đáp ứng, cải thiện sống sót và độc tố được dung nạp tốt hơn.

Với những hiểu biết ngày càng mở rộng trong công nghệ sinh học đã đặt nền móng cho khái niệm gen trị liệu. GDEPT là một cách tiếp cận mới tác động đặc hiệu tới vị trí u. Cách tiếp cận này sẽ đem lại những lợi thế trong việc điều trị các bệnh ung thư. Tuy nhiên, cũng cần phải có nhiều cải tiến hơn nữa mới đáp ứng được những nhu cầu trong lâm sàng.

MỤC TIÊU CỦA THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG PHA I

Thử nghiệm lâm sàng tức là các nghiên cứu có triển vọng được thiết kế để khảo sát các đặc tính của một thuốc mới, khởi đầu là giải thích khái lược về dược động học, độc tính và liều dung nạp tối đa (maximum tolerated dose – MTD) và cuối cùng là xác định khả năng áp dụng lâm sàng của thuốc cũng như đánh giá vai trò  của nó trong thực hành chuẩn.

Các thử nghiệm lâm sàng pha I

Mục đích của các thử nghiệm lâm sàng pha I là thiết lập liều thích hợp đối với một loại thuốc được sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo. Liều tăng dần của thuốc được xác định là liều có độc tính và đáp ứng dung nạp tối đa một cách giới hạn. Thông tin này rất quan trọng bởi vì độ dốc đường cong đáp ứng liều của hầu hết các thuốc có độc tính và chỉ số trị liệu xác thực của chúng được xác định là liều gần tới liều dung nạp tối đa và sẽ có đáp ứng tối đa.

Liều khởi đầu thường bằng 1/10 LD₁₀ của chuột (liều gây tử vong cho 10% chuột). Thường là 3 bệnh nhân được điều trị ở mỗi cấp liều; nếu không thấy độc tính đáng kể thì liều tăng dần từng bước theo một lịch trình định trước. Nếu một trong 3 bệnh nhân vẫn còn bị nhiễm độc thì sau đó lại phải làm thêm 3 bệnh nhân nữa với liều tương tự. Nếu không có độc tính nào được phát hiện thì lại tiếp tục “tăng dần” liều. Nếu độc tính phát hiện thấy ở nhiều hơn một bệnh nhân thì liều đó được xác định là liều giới hạn độc tính. Còn liều dung nạp tối đa (MTD) được xác định là liều sát ngay dưới đó.

Thông thường, không được tăng liều cho bệnh nhân khi họ phải điều trị kế tiếp, bởi vì về lý thuyết không thể nhận biết được độc tính liên quan tới từng cá nhân vì độc tố được tích lũy lại do nhiều lần điều trị. Hạn chế tiềm tàng của cách tiếp cận này là nhiều bệnh nhân có thể chỉ được điều trị ở liều dưới liều dung nạp tối đa (MTD) và như vậy là chưa chắc đã có lợi ngay cả khi thuốc có hoạt tính kháng u thế hệ mới. Hơn nữa, các nghiên cứu như vậy sẽ chậm hoàn tất. Vì những lý do này nên hiện nay người ta đang chú trọng vào việc thiết kế các nghiên cứu pha I, cho phép tăng dần liều.

Một khía cạnh quan trọng khác nữa của các thử nghiệm lâm sàng pha I là khảo sát các thông số về dược động học và dược động lực. Phân tích dược động học là mô tả sự biến đổi nồng độ huyết tương theo thời gian và cung cấp các số liệu về sự phân phối, chuyển hóa và bài tiết của thuốc. Nó cũng cho chúng ta những thông tin quan trọng cơ bản về độc tính của thuốc. Hơn nữa nó còn có thể tạo thuận lợi làm hợp lý hơn nữa liều tăng dần được chỉ dẫn bởi các thông số dược động học xấp xỉ đích từ các nghiên cứu tiền lâm sàng và có thể xác định được liều tối ưu cũng như lập kế hoạch cho các nghiên cứu tương lai. Dược động lực (pharmacodynamics) mô tả hiệu ứng của một liều thuốc trên cơ thể và thiết lập thử nghiệm pha I, điểm cuối cùng liên quan đến độc tính  chung và điều này có thể bị ảnh hưởng bởi sự biến đổi dược động học, mặc dầu mối quan hệ giữa liều lượng và hiệu ứng kháng u cũng đã được xem xét. Các nghiên cứu về dược động lực trong thử nghiệm pha I cũng có thể lộn xộn bởi thang liều lượng cho bệnh nhân là quá rộng và nhìn chung cần có thêm thông tin từ các nghiên cứu pha II với việc sử dụng liều hỗn hợp (mixed dose).

Với việc sử dụng ngày càng gia tăng các hợp chất mới như các chất cải biến đáp ứng sinh học (interferon, yếu tố hoại tử khối u, các chất ức chế tạo mạch, các chất ức chế truyền tín hiệu tế bào), nên thiết kế thử nghiệm pha I kinh điển không phải là thích hợp nhất đối với các tác nhân này. Do vậy cần phải thiết kế các thử nghiệm thích hợp hơn nhằm xác lập liều gây hiệu ứng tối đa (có thể phải cần một marker hoạt tính thay thế hơn là MTD) bởi vì những thông số này không như nhau.

Các nguyên lý đặc biệt có thể áp dụng được cho thử nghiệm gen trị liệu pha I

So sánh với các nghiên cứu pha I tiêu chuẩn thì các thử nghiệm lâm sàng của gen trị liệu có bổ sung thêm phần kiểm soát điều hòa vì các hiểm họa tiềm tàng đối với con người và môi trường do việc sử dụng các sinh vật biến đổi gen (genetically modified organism - GMO). Trước khi bắt tay vào các thử nghiệm như thế cần phải đánh giá thích đáng các rủi ro tiềm ẩn dựa trên đặc tính của các vec tơ chuyển giao và các gen chuyển được sử dụng. Điều này cho phép phân loại các GMO theo mức độ rủi ro, từ đó đặt ra sự đề phòng thích hợp.

Nhìn chung, dược phẩm cần phải được sử dụng để bảo trì GMO nhằm đảm bảo an toàn cho các nhân viên (thường dùng các chất không dẫn điện áp lực âm trong môi trường khí sạch).

Tương tự như vậy, bệnh nhân phải được điều trị tách biệt trong các giường đơn có sự chăm sóc với các barrier  ngược tiêu chuẩn (standard reverse barrier) cho đến khi sạch hết MGO khỏi bệnh nhân. Về vấn đề này, có thể cần phải kiểm tra bệnh nhân về GMO đều đặn cho đến khi hết GMO. Hơn nữa, các chất thải loại trong quá trình điều trị phải được làm bất hoạt trước khi được loại bỏ. Việc vận chuyển chất thải phải đựng trong các bình chứa kín trước khi thiêu ở nhiệt độ cao.

Những thủ tục như vậy đòi hỏi sự phối hợp của các bác sĩ lâm sàng, nhà khoa học, dược sĩ, y tá và nhân viên hỗ trợ/phụ trợ khác cũng như các cố vấn về sức khỏe và an toàn để đảm bảo chắc chắn rằng rủi ro là tối thiểu và đã tuân thủ đầy đủ pháp luật liên quan đến GMO.  Điều này phải được rõ ràng về mặt thông tin và phải có một khung kiểm toán đảm bảo tuân thủ các quy định một cách liên tục.

Một khía cạnh đặc biệt đối với các thử nghiệm lâm sàng có liên quan tới gen trị liệu enzym/tiền thuốc là tiềm ẩn độc chất ở 3 cấp độ: tiền thuốc đơn thuần, vec tơ/gen chuyển đơn thuần và phức hợp các yếu tố này. Vì thế các thử nghiệm lâm sàng phải được thiết kế một cách kỹ càng. Chẳng hạn, trước tiên là thử nghiệm pha I các tiền thuốc để xác định liều an toàn khi mà huyết tương đạt mức cho phép của GDPT. Tương tự như vậy, một thử nghiệm tách biệt khác cũng được tiến hành nhằm xác định độ an toàn của vec tơ,  phạm vi chuyển giao và sự biểu hiện của gen chuyển sẽ được thực hiện trước khi bắt tay vào các nghiên cứu pha sớm với việc sử dụng tổ hợp vec tơ/tiền thuốc.

Thường thường, các vec tơ được sử dụng để chuyển gen là các virus đã được cải biến; việc sử dụng chúng phải được giám sát đặc biệt trong các thử nghiệm lâm sàng, bao gồm giám sát về sự phân phối cục bộ, vùng và hệ thống của vec tơ trong vật chủ và định giá đáp ứng miễn dịch của vật chủ đối với vec tơ.

Hơn nữa, cũng cần phải có các thực nghiệm để phát hiện các virus có thẩm quyền sao chép được sinh ra do tái tổ hợp gen, phát hiện các virus gây ô nhiễm và giám sát sự phát tán của virus từ bệnh nhân.

Việc sử dụng các vec tơ virus đòi hỏi phải đạt đủ tiêu chí cho các bệnh nhân được chọn lọc. Đặc biệt với các bệnh nhân đã mất thẩm quyền miễn dịch ( vừa mới hóa trị hay xạ trị, dương tính với HIV, hoặc đồng thời có sử dụng corticosteroid) thì phải loại khỏi các thử nghiệm này.

Cuối cùng, điểm kết của thử nghiệm lâm sàng là phải đánh giá được hiệu quả của nó. Những đánh giá về sinh học phóng xạ thông thường nhằm xác định độ lớn khối u có thể không phát hiện được chính xác những thay đổi trong khối u được chỉ định điều trị. Thay vào đó, các marker sinh hóa tinh vi hay các marker phân tử và các kỹ thuật hình ảnh có khả năng đánh giá được sự phân phối và biểu hiện của gen sẽ được áp dụng.

CÁC THỬ NGHIỆM LÂM SÀNG SỬ DỤNG GDEPT

GDEPT là một quá trình gồm 2 bước: 

Bước thứ nhất là chuyển một gen mã hóa cho một enzym không phải của người, đặc hiệu với các tế bào khối u. Thường thường, một virus đã được cải biến sẽ được dùng như một vec tơ cho sự chuyển gen. Trong trường hợp này, có thêm thuật ngữ là “trị liệu tiền thuốc enzym định hướng bởi virus” (virus-dirrected enzym prodrug therapy –VDEPT). Bước thứ 2 là điều hành tiền thuốc, thuốc được chuyển từ dạng không độc thành các chất gây độc tế bào bởi enzym. Vì thế nồng độ của các thuốc đã hoạt hóa phải cao hơn ở vị trí u thì mới được phân phối toàn hệ thống và do vậy mới làm tăng chỉ số trị liệu của thuốc.

Một khía cạnh quan trọng của hệ thống này là thuốc đã hoạt hóa có khả năng  xuyên qua tế bào để gây nên hiệu ứng giết “người ngoài cuộc”- (bystander) đối với các tế bào lân cận không bị tải nạp. Theo cách này, hiệu ứng kháng u rõ ràng có thể đạt được ngay cả khi chỉ có một phần nhỏ tế bào được tải nạp. Đây là công nghệ vec tơ hiện thời liên quan đặc biệt với việc tải nạp với chỉ ít phần trăm quần thể tế bào đích nói chung.

Tổ hợp enzym/tiền thuốc lý tưởng phải có các đặc trưng xác định. Enzym phải là một polypeptide phân tử thấp, có chức năng độc lập sau cải biến dịch mã. Hoạt tính xúc tác và tính đặc hiệu cơ chất cũng phải khác biệt với các eyme của người. Chính vì lý do này mà các enzym của virus hay vi khuẩn thường được sử dụng. Hơn nữa, enzym phải có K_m thấp và K_cat cao sao cho có các sản phẩm hoạt tính tối ưu. Đời sống bán phần và sự phân phối của thuốc là những yếu tố quyết định mức phân phối xuyên qua khối u, vì thế mà tạo nên các mức “giết người ngoài cuộc” và giới hạn độc tính của hệ thống. Một vấn đề cũng quan trọng trong việc tối ưu hóa VDEPT là giữa thuốc hoạt hóa và tiền thuốc phải có sự khác nhau cao về độc tính.

Trong nỗ lực nhằm đạt được những ý tưởng này, nhiều tổ hợp enzym/tiền thuốc đã được khảo sát trong phòng thí nghiệm. Những kết quả hứa hẹn cũng đã đạt được trong các mô hình in vitro cũng như in vivo. Một số tổ hợp đến nay đã được đưa vào trong các thử nghiệm lâm sàng (Bảng 1).

Bảng 7.1. Các thử nghiệm lâm sàng GDEPT trên bệnh nhân ung thư

Enzym/ Tiền thuốc	Vec tơ	Pha thử nghiệm	Vị trí bị bệnh	Số bệnh nhân
TK/GCV	Retrovirus	I	não	5
	Retrovirus	I	não	15
	Retrovirus	I/II	não	48
	Retrovirus	III	não	248
	Retrovirus	I/II	não	12
	RAd	I	não	13
	RAd kháng retrovirus	I	não	14
	RAd	I	Tuyến tiền liệt	18
	RAd	I	Tuyến tiền liệt	4
	RAd	I	Tuyến tiền liệt	52
	RAd	I/II	Tuyến tiền liệt	36
	RAd	I	Trực kết tràng	16
	RAd	I	Trung biểu mô	21
TK/valacyclovir/ Acyclovir/5-FC	RAd	I	Buồng trứng	10
	DNA Plasmid	I	Vú	12
	RAd	I	Trực kết tràng	Đang tiến hành
	Samonella	I		Đang tiến hành
NTR/CB1954	RAd	I	Gan 1° +2º	Đang tiến hành
	RAd	I	Tuyến tiền liệt	Đang tiến hành
	RAd	I	SCC đầu/cổ	Đang tiến hành
P450/isosfamid	Tế bào dị loại	I/II	Tụy	14
P450/cyclophos	Retrovirus	I	Vú/ da	12

RAd: replication-defective adenovirú; SCC:squamous cell carcinoma

Các vec tơ được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng GDEPT

Hiệu ứng lâm sàng của bất kỳ phương pháp gen trị liệu nào cũng phụ thuộc vào  vec tơ có hiệu lực chuyển giao gen trị liệu đặc hiệu tới các tế bào khối u. Các vec tơ có thể được phân chia ra các loại như vec tơ virus và vec tơ không virus. Các vec tơ không virus bao gồm: DNA trần và DNA gắn với các cationic lipid hoặc các polymer. Lợi thế của các vec tơ này là sản xuất tương đối dễ dàng, gen được cài vào không bị giới hạn về kích cỡ và không sinh miễn dịch. Tuy nhiên, hiện tại thì hiệu lực thâm chuyển in vivo vẫn còn thấp nên các thử nghiệm lâm sàng (TNLS) ít sử dụng các vec tơ này.

Các vec tơ virus, retrovirus và adenovirus hay được sử dụng nhất trong TNLS. Vì trong một phần chu kỳ sống của chúng retrovirus hợp nhất vào hệ gen của TB vật chủ và vì thế mà tạo thuận lợi cho việc biểu hiện gen chuyển dài hạn. Tuy nhiên, các biểu hiện ngắn hạn thì không cần phải dùng phương pháp gen trị liệu với gen tự sát với mục đích là loại trừ các TB đích. Hơn nữa, cũng có rủi ro bởi  phát sinh các đột biến ghép trong các TB tải nạp. Bất lợi khác của các vec tơ retrovirus hiện nay là chúng chỉ có khả năng gây nhiễm các TB đang phân chia, tính hướng mô hẹp và gặp khó khăn về kỹ thuật để đạt được độ chuẩn cao trong nuôi cấy TB. Tuy vậy, các vec tơ retrovirus cũng thường được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng GDEPT. Hơn nữa, với sự tiến bộ trong công nghệ vec tơ retrovirus như tính ổn định được cải thiện cho phép thiết lập dày đặc hơn, việc sử dụng các lentivirus cho phép chuyển gen vào các TB không phân chia và tất nhiên việc  sử dụng các retrovirus có thẩm quyền sao chép trong các TNLS cũng cần phải sàng lọc kỹ hơn nữa.

Các vec tơ adenovirus có tính hướng mô rộng và có khả năng gây nhiễm cho cả TB đang phân chia cũng như không phân chia.  Thao tác chúng dễ dàng trong nuôi cấy TB và có thể đạt tới độ chuẩn cao. Vòng đời của các adenovirus không đòi hỏi phải hợp nhất vào hệ gen TB vật chủ nên sự biểu hiện gen chuyển dài hạn chưa dự đoán được. Tuy nhiên, với gen trị liệu ung thư, mục đích là loại đi các TB đích nên nó không gây cản trở cho việc trị liệu. Một bất lợi tiềm tàng của các vec tơ adenovirus là chúng gây viêm nặng và gây đáp ứng miễn dịch với vec tơ và như vậy sẽ làm giới hạn thời gian biểu hiện của gen chuyển. Tuy nhiên, một đáp ứng như thế nếu lại rơi đúng vào môi trường khối u thì nó có thể làm tăng cường sự giết các TB khối u. Vì các lý do này nên các vec tơ adenovirus được sử dụng rộng rãi trong các TNLS gen trị liệu GDEPT.

Thymidin kinase/Ganciclovir

 Thymidin kinase (TK) là enzym chủ chốt trong chuyển hóa pyrimidin, nó xúc tác cho sự phosphoryl hóa thymin thành thymin monophosphat. Thymidin kinase của virus herpes simplex (herpes simplex virus thymidine kinase – HSV-TK) có tính đặc hiệu cơ chất rộng hơn TK, ganciclovir (GCV) – một chất tương tự purin, khi phosphoryl hóa nó có hiệu ứng cao gấp 1000 lần enzym của người. Sự phosphoryl hóa của GCV tạo nên GCV monophosphat. Chất này tiếp tục được phosphoryl hóa bởi kinase của TB để thành triphosphat - một chất cạnh tranh với deoxyguanosin 5’triphosphat, ức chế sự tổng hợp DNA và cảm ứng gây chết TB.

Những đặc tính này đã tạo nên mô hình tổ hợp hấp dẫn HSV-TK và GCV cho GDEPT. Thực vậy, sự nhạy cảm đối với GCV của các TB khối u chuột biểu hiện TK được báo cáo lần đầu tiên vào năm 1986. Những báo cáo sau này đã khẳng định hoạt tính in vitro và in vivo đối với các khối u của người (vú, thần kinh đệm, tụy, trung biểu mô, kết tràng) khi sử dụng nhiều loại vec tơ để chuyển gen (retrovirus, adenovirus, DNA được bao liposom, DNA trần).

Trong mô hình chuột đồng gen đối với ung thư trực kết tràng, hệ thống HSVTK/GCV đã làm thoái lui hoàn toàn khối u khi chỉ có 9% TB khối u biểu hiện TK. Một hiệu ứng người ngoài cuộc tương tự cũng quan sát thấy in vitro nhưng chỉ khi các TB đã được bao bên ngoài với mật độ cao, điều đó có nghĩa là nó đòi hỏi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa tế bào với tế bào. Chất chuyển hóa của GCV không hòa tan trong lipid sẽ không khuếch tán được vào các TB liền kề, điều đó chứng tỏ rằng hiệu ứng người ngoài cuộc có thể là do sự vận chuyển qua trung gian là các lỗ hổng. Thực vậy, khi đồng thâm nhiễm conexin, protein vùng kết nối chính (major gap junction protein) thì chỉ các TB khiếm khuyết vùng kết nối mới có hiệu ứng người ngoài cuộc in vitro cao hơn.

Thật thú vị là đã có bằng chứng về “hiệu ứng tiêm chủng” (vaccination effect), trong đó những chuột có khối u biểu hiện TK đã được xử lý với GCV thì khối u vẫn có thể tái phát nếu không được tải nạp lại, điều đó chứng tỏ rằng in vivo đáp ứng kháng u có thể cũng góp một phần cùng với hiệu ứng người ngoài cuộc. Xa hơn nữa là trong một mô hình in vivo với ung thư đại tràng thì những chuột có thẩm quyền miễn dịch lại cho kết quả tốt hơn chuột nude, điều đó lại một lần nữa cho thấy hoạt tính kháng u được nâng lên nhờ hệ miễn dịch vẫn còn nguyên vẹn.

TK/GCV và u não

Hệ TK/GCV là một tổ hợp GDEPT được nghiên cứu rộng nhất trong các TNLS. Những nghiên cứu đầu tiên được thực hiện trên những bệnh nhân u não nguyên phát; các tế bào sản xuất nguyên bào sợi của chuột đã được cải biến sẽ tạo ra các retrovirus mã hóa HSV-TK. Các retrovirus hay được sử dung vì chúng có khả năng gây nhiễm và hợp nhất chỉ với các TB khối u đang phân chia, còn những TB không phân chia của hệ thần kinh trung ương thì không bị tác động.

Trong một nghiên cứu được công bố lần đầu tiên, các TB sản xuất virus (virus producer cells -VPC) được cấy ghép vào trong các khối u não tái phát, sau đó tiêm tĩnh mạch GCV 5mg/kg, mỗi ngày 2 lần trong 14 ngày. Kết quả là trong số 5 bệnh nhân được điều trị thì chỉ có một tổn thương đơn ở một bệnh nhân có đáp ứng phần nào, còn tất cả các tổn thương khác đều không có đáp ứng khi được xử lý.

Trong một nghiên cứu tương tự, 19 khối u trong 15 bệnh nhân bị u não tái phát cục bộ hoặc đã di căn được tiêm GPC, tiếp theo là tiêm tĩnh mạch GCV. Có một bệnh nhân đáp ứng đầy đủ tại 2 tổn thương. Còn 3 bệnh nhân khác thì có đáp ứng một phần. Tất cả các tổn thương này đều nhỏ (<2mm). Có 2 bệnh nhân sau 7 ngày cắt bỏ khồi u mới được tiêm thuốc. Khi lai in situ đã làm lộ ra các TB khối u dương tính với TK, tuy nhiên chỉ với số lượng nhỏ.

Trong một nghiên cứu về độ an toàn và tính khả thi pha I có 48 bệnh nhân đã phẫu thuật cắt bỏ khối u thần kinh đệm tái phát được tiêm VCP retrovirus biểu hiện TK tại vị trí khối u được cắt bỏ, sau đó được tiêm tĩnh mạch GCV. Bốn  trong số 48 bệnh nhân có thoái lui khối u khi chụp cắt lớp vi tính quét. Tuy nhiên, thời gian sống sót trung bình là 8,6 tháng thì cũng không tốt hơn đối chứng là bao. Điều thú vị là 10 bệnh nhân sau khi chết lại phát hiện thấy trong các TB khối u có biểu hiện TK, điều đó cho thấy mặc dù được điều trị với GCV nhưng vẫn không thoát khỏi tử vong.

Một thử nghiệm lâm sàng đa trung tâm ngẫu nhiên pha III về HSV-TK/GCV qua trung gian retrovirus (retrovirus mediated HSV-TK/GCV) đã được thực hiện trên 248 bệnh nhân u thần kinh đệm ác tính trước đó chưa được xử lý; đây là đại diện cho một  thử nghiệm đối chứng ngẫu nhiên lớn nhất cho tới nay về gen trị liệu ung thư. Các bệnh nhân được xử lý với phẫu thuật thông thường và xạ trị đơn thuần hoặc có  tiêm thêm PCV vào vị trí u, sau đó được xử lý với GCV.  Trong mô hình được thiết kế người ta thấy rằng gen trị liệu được phụ thêm vào là có tính khả thi và an toàn. Nhưng đáng tiếc là sống sót trung bình chỉ là 12 tháng thì chưa có sự khác biệt ý nghĩa giữa 2 nhóm.

Đáng chú ý là, các thử nghiệm đều sử dụng VPC để chuyển giao retrovirus biểu hiện HSV-TK tới các khối u não, điều đó chứng tỏ rằng cách tiếp cận này chỉ dung nạp tốt với độc tính thấp và thường được giải quyết ở cuối kỳ điều trị. Nhìn chung hiệu quả trị liệu vẫn còn thấp. Sự thất bại này có lẽ chủ yếu là do mức gen được chuyển vào chưa đủ. Vì PCV là các nguyên bào sợi không di trú nên sự phân phối tế bào và các virus được giải phóng bị giam hãm tức thời ở vùng lân cận. Nó cũng có thể là do sự thâm nhập thấp của GCV qua hàng rào não-máu, vì thế  thuốc tới được vị trí u chỉ ở nồng độ thấp. Hơn nữa, nhiều TB u não vẫn còn đang ở pha nghỉ G_o của chu kỳ TB nên nó không nhạy cảm với GCV đặc hiệu pha S. 

Sau chót là, sự tương tác tại các nút giao nhau giữa các TB u não liền kề có thể làm giới hạn hiệu ứng giết người ngoài cuộc cục bộ.

Trong nỗ lực nhằm cải thiện các giới hạn về mức độ và phạm vi sự biểu hiện gen chuyển với VPC retrovirus mã hóa TK (TK-encoding retrovirus VPC), các thử nghiệm pha sớm khác người ta đã sử dụng các vec tơ adenovirus khiếm khuyết sao chép có mang gen HSV-TK (RAd-HSV-TK).

Trong một nghiên cứu về liều tăng dần pha I, có 13 bệnh nhân bị u não ác tính tái phát đã được xử lý bằng cách tiêm thẳng vào khối u các hạt virusRAd-HSV-TK, sau đó tiêm tĩnh mạch GCV. Liều tăng dần tới 2 x 10¹¹ hạt virus đã được dung nạp tốt. Tuy nhiên, có 2 bệnh nhân được điều trị ở liều tối đa 2 x 10¹² hạt virus – đó là liều giới hạn độc đối với thần kinh. Trong số 13 bệnh nhân có 3 bệnh nhân sống sót trên 25 tháng. Kết quả này mặc dầu là tốt hơn dự đoán từ các đối chứng nhưng có lẽ nó còn phụ thuộc vào các yếu tố khác nữa chứ không hoàn toàn là do sự đáp ứng với gen trị liệu. Các xét nghiệm sau khi chết ở các bệnh nhân này không thấy sự xâm thực tại vị trí tiêm, hay tiêu điểm hoại tử trong khối u, không thấy bạch cầu và đại thực bào thâm nhập khối u ở xung quanh mô bình thường.

Một thử nghiệm khác lại so sánh trực tiếp vec tơ retrovirus mã  hóa TK với các RAd-HSV-TK ở một số bệnh nhân. Thời gian sống sót trung bình ở 2 nhóm lần lượt là 7,4 tháng và 15 tháng (p<0,012). Công trình này khẳng định rằng RAd-HSV-TK được chuyển giao bằng cách tiêm trực tiếp vào khối u thì dung nạp tốt và có thể tốt hơn vec tơ retrovirus. Tuy nhiên, cũng cần phải có các nghiên cứu sâu rộng hơn nữa về vấn đề này.

TK/GCV và ung thư tuyến tiền liệt

Hệ HSV-TK/GCV cũng được khảo sát rộng rãi trên các bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt. Một công trình nghiên cứu liều tăng dần pha I đã sử dụng RAd-HSVTK tiêm trực tiếp vào ổ ung thư tuyến tiền liệt tái phát với liều 1 x 10⁸ đến 1 x 10¹¹ nfu (plaque – forming units), sau đó tiêm tĩnh mạch GCV.

Ở liều tối đa có 1 bệnh nhân bị giảm tiểu cầu độ 4 và một bệnh nhân khác bị nhiễm độc gan độ 3. Trong số 18 bệnh nhân, có 3 bệnh nhân đáp ứng rõ ràng, giảm trên 50% kháng nguyên đặc hiệu tuyến tiền liệt trong huyết thanh và kéo dài 6 tuần đến 12 tháng.

Một thử nghiệm nhỏ hơn xử lý 4 bệnh nhân với RAd-HSV-TK/GCV trước khi cắt bỏ tuyến tiền liệt. Các nghiên cứu về hình thái học của tuyến được cắt bỏ thấy rõ bằng chứng có sự hoại tử u và sự thấm nhập vào khối u các tế bào  lympho T- CD8⁺, điều đó chứng tỏ có phát sinh đáp ứng miễn dịch giết TB khối u qua trung gian HSVTK/GCV.

Một nghiên cứu xa hơn đã được thực hiện trên các bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt tái phát cục bộ nhằm khảo sát tính khả thi của việc tiêm nhiều lần nhắc lại vào khối u vec tơ RAd-HSV-TK với mục đích là tăng thêm về số lượng phân bố của gen chuyển. Có 12 bệnh nhân được xử lý với tổng cộng là 76 chu kỳ RAd-HSV-TK/GCV;  29 bệnh nhân được tiêm nhiều vec tơ trong một trị liệu đơn. 20 bệnh nhân được tiêm kép và 4 bệnh nhân được tiêm trong 3 tình huống đặc biệt. Độc tính là nhẹ ở tất cả các nhóm bệnh nhân trong đó 16 bệnh nhân sốt độ 1-2 và 3 bệnh nhân giảm tiểu cầu độ 3 và ngừng sử dụng GCV. Không có bệnh nhân nào bị nhiễm độc gan và tích tụ hoặc cộng thêm độc tính. Điều đó đã khẳng định độ an toàn của việc tiêm nhiều lần lặp lại vec tơ adenovirus khiếm khuyết sao chép. Có 28 bệnh nhân được khảo sát về bằng chứng đáp ứng kháng u, người ta thấy có giảm PSA huyết thanh ít nhất 44% trong 12 tháng, đó là một chỉ thị hứa hẹn về tác động lâm sàng của thuốc.

Một nghiên cứu pha I/II mở rộng trên các bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt tái phát. 36 bệnh nhân được điều trị với các chu kỳ lặp lại RAd-HSV-TK trong khối u, sau đó dùng GCV cho cả hệ thống. Có 28 trong số 36 bệnh nhân giảm PSA sau chu kỳ điều trị đầu tiên. Các chu kỳ lặp lại còn giảm nhiều hơn nữa mức PSA. Người ta cũng thấy tăng đáng kể số % lympho T-CD8+  hiển thị các marker của sự hoạt hóa trong huyết thanh bệnh nhân sau điều trị. Sinh thiết các tuyến đã được điều trị cho thấy có sự tương quan giữa sự hiện diện của các TB khối u apoptosis và các tế bào TCD8⁺ thấm nhập trong các mẫu sinh thiết, điều đó lại một lần nữa cho thấy HSVTK/GCV – cảm ứng sự chết của TB có thể làm trung gian cho một đáp ứng miễn dịch TB gây độc TB và việc điều trị lặp lại nhiều lần là khả thi và cho dung nạp tốt.

TK/GCV và ung thư trực - kết tràng

Các thử nghiệm tiền lâm sàng về hệ HSV-TK/GCV đã cho những kết quả hứa hẹn ở các mô hình ung thư trực - kết tràng trên chuột với các dấu ấn giết người ngoài cuộc ngay cả khi chỉ dưới 10% TB khối u biểu hiện TK. Hơn nữa, có nhiều kháng nguyên liên quan tới trực - kết tràng đã được xác định nó có thể là các đích tiềm tàng  đối với hiệu ứng người ngoài cuộc qua trung gian miễn dịch.

Một TNLS pha I sử dụng vec tơ adenovirus để chuyển giao HSV-TK bằng cách tiêm trực tiếp vào khối u (được hướng dẫn bằng siêu âm) vào các bệnh nhân ung thư trực - kết tràng di căn. Có 16 bệnh nhân được xử lý  với liều virus tăng dần từ 1 x 10¹⁰ đến 1 x 10¹³ hạt, sau đó được sử dụng một liều GCV xác định. Kết quả điều trị tốt, không có độc tính giới hạn liều nào được báo cáo, điều đó đã khẳng định tính an toàn của vec tơ adenovirus khi được chuyển giao bằng con đường tiêm. Mặc dù độc tính của vec tơ là thấp, nhưng vẫn phát hiện thấy ở các thử nghiệm khác là khi tiêm vào khối u vec tơ adenovirus khiếm khuyết sao chép thì nhiều bệnh nhân sốt nhẹ (12  bệnh nhân), 13 bệnh nhân bị nhiễm độc gan độ 1, có 4 bệnh nhân bị độc tố tủy xương. Dữ kiện sớm của các độc tính này có thể liên quan tới vec tơ virus hơn là GCV. Trong số 15 bệnh nhân được khảo sát, tuy không quan sát thấy có đáp ứng rõ ràng nhưng 11 bệnh nhân sau điều trị thì bệnh ổn định được 4 tuần. Đáng chú ý là các kỹ thuật xử lý cục bộ khác đã được sử dụng trong điều trị ung thư gan đã gây cảm ứng hoại tử bệnh lý, nhưng không thấy giảm rõ rệt kích thước khối u ở mặt cắt ngang, điều này thể hiện rõ những giới hạn tiềm tàng của các kỹ thuật đương thời đối với việc khảo sát đáp ứng. Trong công trình này, có 6 bệnh nhân đã được làm sinh thiết khối u trước và sau khi điều trị. Có 1 bệnh nhân bị hoại tử lan tỏa (nhưng cũng chỉ ở phần khối u còn sót lại) 11 tuần sau điều trị. Không thấy có hoại tử trong sinh thiết của 5 bệnh nhân khác, mặc dầu những mẫu này được lấy muộn hơn.

Dùng TK/GCV đưa vào các khoang

Các mô hình hiện nay về ung thư buồng trứng và ung thư trung biểu mô ác tính  (các ung thư ác tính được định vị) được điều trị bằng cách chuyển thuốc vào từng vùng sẽ tạo được các lợi thế tiềm năng về dược động học.

Tương tự như vậy, người ta có thể thâm chuyển được nhiều TB khối u bằng cách chuyển gen vào trong các khoang cơ thể. Sau chót là, các thử nghiệm lâm sàng đã sử dụng các vec tơ adenovirus mã hóa gen HSV-TK được chuyển giao bằng cách truyền nhỏ giọt qua màng phổi hoặc màng bụng. 

Trong một thử nghiệm pha I, có 21 bệnh nhân u trung biểu mô ác tính được xử lý bằng cách tiêm vào màng phổi RAd-HSV-TK  với liều  1 x 10⁹ đến 1 x 10¹² pfu, sau đó tiêm tĩnh mạch GCV.  Người ta thấy độc tính là tối thiểu, có sốt, thiếu máu và tăng nhẹ transaminase gan. Màng phổi và màng bụng viêm nặng. Có bằng chứng về sự chuyển gen HSV-TK ở 11 trong số 20 bệnh nhân (được khảo sát bằng sinh thiết màng phổi),  tăng phương thức (manner) phụ thuộc liều, mặc dù chỉ giới hạn ở lớp bề mặt khối u. Tuy nhiên vẫn chưa định giá chính thức được các đáp ứng khách quan.

Một thử nghiệm khác nhằm kiểm tra độ an toàn và tính khả thi của việc tiêm nhỏ giọt qua màng bụng vec tơ RAd-HSV-TK cho các bệnh nhân ung thư buồng trứng tái phát, có 10 bệnh nhân đã phẫu thuật cắt bỏ khối u được tiêm vec tơ ở liều 2 x 10¹⁰ đến 2 x 10¹³ hạt virus, sau đó tiêm tĩnh mạch valacyclovir hoặc acyclovir. Kết quả cho thấy dung nạp tốt, không có độc tính giới hạn liều. Tuy nhiên, ức chế tủy xương xảy ra một cách phổ biến, nhưng chắc là không liên quan tới liều virus mà có thể liên quan tới hóa trị liệu.

Tóm lại tổ hợp HSV-TK đã được khảo sát rộng rãi trong các TNLS, cả vec tơ retrovirus và adenovirus đều được sử dụng. Chúng được đưa trực tiếp vào khối u hoặc vào các khoang cơ thể của nhiều dạng u. Những thử nghiệm này đã khẳng định được độ an toàn của các tác nhân.  Tuy nhiên, lợi ích về mặt trị liệu thì vẫn chưa cao. Điều này bị giới hạn chủ yếu bởi sự chuyển gen chưa đủ hiệu quả. Các yếu tố giới hạn khác có thể là phát sinh sự kháng lại GCV ở các TB tải nạp, hiệu ứng người ngoài cuộc giữa các TB thiếu thông tin khe kết nối còn nghèo nàn, phần lớn các TB khối u đều ở pha G_o của chu kỳ TB, hoặc gặp khó khăn trong việc đạt tới nồng độ hiệu ứng của GCV tại vị trí u khi mà không muốn bị nhiễm độc  toàn hệ thống do liên quan đến việc sử dụng tiền thuốc.

Cũng cần phải làm thêm các thử nghiệm tiền lâm sàng để khắc phục các trở ngại này, chẳng hạn như việc đồng thâm chuyển protein khe kết  nối để làm tăng đáng kể hiệu ứng giết người ngoài cuộc in vitro. Hơn nữa khe kết nối (gap junction) có thể được điều hòa lên bằng lovastin và các thuốc khác.

Một số nghiên cứu khác đã chứng minh rằng GCV hoạt hóa sẽ gây cảm ứng chủ yếu sự chết theo chương trình của TB, nhưng lại không phải là tối ưu cho sự phát sinh đáp ứng miễn dịch đối với các kháng nguyên khối u. Vậy cho nên hiệu ứng giết người ngoài cuộc qua trung gian miễn dịch có thể được nâng lên bằng cách kết hợp TK/GCV với các phân tử kích thích miễn dịch.

Một nhóm nghiên cứu khác muốn nâng cao hoạt tính enzym TK. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng gen TK từ các virus herpes khác, chẳng hạn từ HSV của ngựa hay virus herpes 8 của người, những enzym này xúc tác cho sự phosphoryl hóa  GCV nhanh hơn là HSV-TK.  Cuối cùng, người ta muốn nâng cao hoạt tính xúc tác của HSV – TK bằng cách gây đột biến điểm trực tiếp ngẫu nhiên để được các thể đột biến có hoạt tính cao hơn rất nhiều enzym hoang dã.

Việc nâng cao hoạt tính enzym sẽ cho phép sử dụng GCV hoặc các tiền thuốc khác như acyclovir hoặc famyclovir với liều thấp hơn, ít độc tính hơn. Vì các thuốc này uống được nên có thể được điều trị lâu dài hơn GCV do vậy phần lớn TB khối u có thể ở pha S nên nhạy cảm với thuốc hoạt hóa.

Một hướng mới trong tương lai là phát triển hệ HSV-TK  trong tổ hợp của nó với các tổ hợp enzym/tiền thuốc khác cùng với các trị liệu thông thường như hóa trị hay xạ trị.

Cytosin deaminase/ 5-fluorocytokin

Hệ cytosind deaminase/5-fluorocytosin (CD/5-FU) cũng giống như TK/GCV, đều dựa trên cơ sở sản sinh ra một chất tương tự nucleosid có độc tính. Enzym CD có ở một số nấm và vi khuẩn nhưng không có trong các TB động vật có vú. CD xúc tác cho khử amin hydrolytic của cytosin thành uracil. Như vậy một loại thuốc kháng nấm không độc tính 5-FC sẽ được chuyển đổi thành 5-FU bởi CD; 5-FU được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh ác tính đường tiêu hóa và các bệnh ác tính khác.

5-FU được chuyển hóa xa hơn nữa trong một dãy phản ứng từ 5-fluoro-2’deoxyiridin – 5’-monophosphat, chất này ức chế enzym thymidylat synthase để ức chế đặc hiệu sự tổng hợp DNA và RNA ở pha S. Đây cũng chính là hạn chế tiềm tàng của CD/5-FU vì chỉ có một bộ phận TB ung thư nằm chính xác ở pha S trong chu kỳ TB tại một thời điểm xác định.

Các nghiên cứu in vitro đã chứng minh sự biểu hiện gen CD thông qua  thâm chuyển hay tải nạp retrovirus sẽ làm tăng độ nhạy cảm của TB đối với 5-FU lên 2000 lần. Hơn nữa, trong các nghiên cứu in vivo đã cho thấy enzym này có hoạt tính trong một số mô hình trên động vật về ung thư (carcinoma), u nguyên bào sợi (fibrosarcoma) và u thần kinh đệm (glioma).

Hiệu ứng người ngoài cuộc cao đáng kể đã thấy cả  in vitro và in vivo. Với in vitro, hiệu ứng này độc lập với tiếp xúc tế bào – tế bào, điều đó cho thấy 5-FU có khả năng khuếch tán ra và vào các TB. Thực vậy, nồng độ lớn 5-FU có thể phát hiện thấy trên bề mặt các TB biểu hiện CD khi đã được điều trị với 5-FU. Hơn nữa, một hiệu ứng người ngoài cuộc cũng quan sát thấy trong các dòng TB thiếu khe kết nối (gap junction). Trong các mô hình ghép khác loài (xenograft) của chuột thì sự thoái lui mạnh cũng quan sát thấy khi chỉ có 2% TB biểu hiện CD và ở một nồng độ rất cao 5FU (>500µM) trong khối u đã gây nên hiệu ứng phụ toàn hệ thống. Chưa so sánh được sự co lại của khối u trong đáp ứng với MTD của 5-FU trong các mô hình tương tự. Hơn nữa, một hiệu ứng người ngoài cuộc qua trung gian miễn dịch cũng đã quan sát thấy; những chuột mất thẩm quyền miễn dịch khi được xử lý với CD/5-FU đã kháng lại mạnh mẽ sự tái thách đố với các u dạng hoang dã.

Một số protocol thử nghiệm lâm sàng sử dụng CD/5-FU đã được phê duyệt. Nghiên cứu được báo cáo đầu tiên là tiêm trực tiếp DNA plasmid mã hóa gen CD của E.coli dưới sự kiểm soát của promoter  c-erbB-2  vào trong da các nốt ung thư vú tái phát dương tính với c-erbB-2. Trong công trình này, 12 bệnh nhân nữ đã được đưa DNA plasmid-CD vào các nốt ung thư, đi cùng với sự kiểm soát DNA và tiêm giả (mock injection) vào 2 nốt khác, tiếp theo đó (8 trường hợp) được xử lý với 5-FU toàn hệ thống.  Những nốt đã được điều trị sẽ được làm sinh thiết  1 và 7 ngày  sau đó. Các phân tích về sự biểu hiện của CD bằng hóa miễn dịch tổ chức (immunohistochemistry) và  mRNA trong lai ghép in situ. Quá trình điều trị an toàn, dung nạp tốt, đặc biệt không có bằng chứng về sự hình thành kháng thể kháng DNA. Sự biểu hiện CD chọn lọc khối u đã được phát hiện ở 11 trong số 12 bệnh nhân. Trong tất cả các trường hợp, các giới hạn tổn thương chỉ thấy ở các khối u chứ không thấy ở xung quanh mô đệm,  bạch huyết hay nội mô.  Có 4 bệnh nhân khối u co nhỏ lại rõ rệt, một trong số này có sự thu hẹp các tổn thương do tiêm CD, ngay cả khi không tiếp xúc với 5-FC. Những đáp ứng này có thể phản ánh tính sinh miễn dịch của chính CD. Tuy nhiên, sự thoái lui tự phát của các nốt ung thư ở da vú lại không phải là hiếm nên cũng cần phải giải thích một cách thận trọng hơn. 

Một thử nghiệm pha I đã được thực hiện với adenovirus khiếm khuyết sao chép  mang gen CD (Ad-GVCD-10) được đưa vào khối u của các bệnh nhân ung thư trực kết tràng di căn gan, sau đó uống 5-FC. Liều tăng dần tối đa được ấn định là 2 x 10⁹ pfu. Thử nghiệm này có 2 nhánh, nhánh thứ nhất chỉ xử lý với vec tơ và tiền thuốc, còn nhánh thứ 2 thì khối u được cắt bỏ sau khi xử lý để phân tích về phân tử và tổ chức học.  Những kết quả thử nghiệm vẫn còn phải chờ đợi.

Một chủng Salmonella typhimurium  cải biến gen với việc loại bỏ gen msbB và purl, rồi làm thay đổi phần lipopolysaccharcarid vi khuẩn làm tính sinh miễn dịch của nó  bị suy yếu thì nó có thể định cư và tái bản trong các TB khối u nhanh gấp 1000 lần so với mô bình thường. Một thử nghiệm pha I với vi khuẩn này (VNP 20009) được chuyển giao bằng cách tiêm trực tiếp vào khối u hay tiêm tĩnh mạch đã cho kết quả an toàn và dung nạp tốt. Một cải tiến xa nữa cũng đã được thực hiện với VNP 20009 bằng việc cài gen CD của E.coli vào sao cho nó tác động như một vec tơ gen trị liệu hoạt hóa tiền thuốc. Các nghiên cứu tiền lâm sàng đã xác nhận rằng vec tơ này (TAPET-CD) là an toàn và có thể đạt được các mốc cao 5-FU trong các khối u sau khi trị liệu với 5-FU. Một thử nghiệm pha I cũng đang được tiến hành.

Nói tóm lại, hiệu lực của tổ hợp CD/5-FU với hiệu ứng người ngoài cuộc mạnh đã được khẳng định cả in vitro và in vivo. Những TNLS pha sớm đang tiến hành đều có tiến triển, mặc dù hầu hết đều chưa báo cáo.

Cùng với TK/GCV thì CD/5-FU cũng tạo ra hiệu ứng người ngoài cuộc qua trung gian miễn dịch, điều đó gợi lên vai trò  tiềm năng của sự hợp nhất hệ thống này trong trị liệu miễn dịch. Thật vậy, việc sử dụng tổ hợp cả CD được chuyển giao bởi adenovirus và yếu tố kích thích quần thể đại thực bào - bạch cầu hạt trong các mô hình khối u ở chuột có thẩm quyền miễn dịch đã làm tăng sự thu hẹp của khối u và tính miễn dịch được nâng cao hơn với tái thách đố của u (khi so sánh với việc chỉ sử dụng CD được chuyển giao bởi adenovirus).

Hóa trị liệu với 5-FU thường được sử dụng như một tác nhân cảm thụ bức xạ. Các nghiên cứu in vitro và in vivo đã cho thấy CD/5-FU có thể có sự tương tác thuận với xạ trị, vì thế nó có thể được đại diện cho một tổ hợp trong các TNLS tương lai. Tương tự như vậy, những tương tác cộng hay đồng vận với hóa trị thông thường hoặc với các hệ enzym – tiền thuốc khác có thể cũng sẽ được chứng kiến. Tổ hợp enzym uracil phosphoribosyl transferase với CD đã làm tăng hiệu ứng kháng u in vitro, có lẽ là do tăng vòng luân chuyển 5-FU thành 5-fluoro-2’-deoxyiridin-5’-monophosphat, do vậy mà làm tăng tốc bước giới hạn vận tốc trong sự chuyển đổi  5-FU thành các chất chuyển hóa gây độc tính TB. Một vec tơ adenovirus mã hóa gen kép CD/uracil phosphoribosyl transferase đã được thiết lập, nó có thể giúp cho việc phát triển hệ CD/5-FU  trong lâm sàng.

Mặc dầu việc chuyển giao trực tiếp vào trong các khối u tại các ổ di căn gan do ung thư trực kết tràng đã minh chứng rõ ràng về sự chuyển gen in vivo. Tuy nhiên, việc áp dụng lâm sàng của nó thì vẫn còn hạn chế. Kích bản hữu hiệu hơn có thể là có thêm các chất bổ trợ và chỉ điều trị cho các di căn gan còn nhỏ. Điều này đòi hỏi phải có sự chuyển giao có tính chất vùng miền của gen CD thông qua hệ thống cấp máu gan sao cho 5-FC được chuyển đổi thành 5-FU với nồng độ cao ở gan, tại đó nó có thể khuếch tán một cách cục bộ để kìm hãm sự tăng trưởng của các TB ung thư. Vì 5FU đặc hiệu với chu kỳ TB nên độc tính đối với các TB gan không đúng vào pha ấy là tối thiểu. Vì độ an toàn và tính khả thi của cách tiếp cận này đã được chứng minh trong các nghiên cứu tiền lâm sàng nên việc sử dụng CD được chuyển giao bằng adenovirus là đảm bảo trong các thử nghiệm lâm sàng.

 

Nitroreductase/ CB1954

CD 1954 [ 5-(aziridin-1-yl)-2,4-dinitrobenzamid] được quan tâm đặc biệt đầu tiên khi phát hiện nó kháng mạnh sự ghép khác loài Walker rat 256 tumor qua trung gian DT-diaphorase, nó có khả năng chuyển đổi CB1954 từ một tác nhân alkyl hóa đơn năng yếu thành một tác nhân gây độc TB có tiềm năng cao gấp 1000 lần tiền thuốc. Hơn nữa, nó khác với bản đối chiếu rat là glycin được thế bằng tyrosin ở gốc 104, do vậy mà nó không thể chuyển đổi thành các mẫu hoạt tính trong mô người.

Các nghiên cứu sau này đã chứng minh rằng enzym nitroreductase (NTR) được mã hóa bởi gen nfsB của E.coli B, có thể thực hiện sự khử sinh học với hiệu lực cao hơn 100 lần rat DT-diaphorase.  Những đặc tính này đã tạo nên tổ hợp NTR/CB1954 có thể khai thác được trong gen trị liệu VDEPT.

Một vec tơ adenovirus khiếm khuyết sao chép mã hóa cho gen ntr của vi khuẩn, dưới sự kiểm soát của một promoter mạnh CMV (CLT 102) đã được thiết lập. Những nghiên cứu tiền lâm sàng đã chứng minh rằng sự chuyển giao NTR bởi adenovirus cho nhiều dòng TB ung thư của người làm cho chúng nhạy cảm với CB1954 gấp 5002000 lần so với dòng TB bố mẹ. Hơn nữa, trong một mô hình ghép khác loài về ung thư tụy (peritoneal pancreatic cancer) người ta thấy thời gian sống sót tăng gấp đôi ở chuột được xử lý với virus và CB1954 so với đối chứng (p<0,0001).

Trong các thí nghiệm về trộn tế bào (cell-mixing) vitro, nhờ sử dụng các dòng TB khối u không cải biến và các dòng TB khối u có biểu hiện NTR đã chứng minh có sự nhạy cảm mạnh của tất cả quần thể TB với CB1954 khi chỉ có 5% TB biểu hiện NTR. Tương tự như vậy, các mô hình ghép khác loài in vivo ở chuột cũng thể hiện hiệu ứng kháng u rõ rệt và kéo dài thời gian sống sót khi mà chỉ có 5% TB biểu hiện NTR, điều này đã khẳng định rõ ràng hiệu ứng người ngoài cuộc. Không giống như GCV, các CB1954 hoạt hóa sẽ được chuyển tới các TB lân cận thông quan cơ chế độc lập khe kết nối. Điều này có thể liên quan về mặt lâm sàng vì các khối u của người thường thiếu chức năng khe kết nối.

CB1954 hoạt hóa có tỷ lệ tương đối cao các liên kết ngang giữa các sợi DNA.  Sự biến đổi ở liên kết ngang duy nhất C₈-O₆- DNA rất khó sửa chữa, điều đó giải thích độc tính cao của CB1954 và không có sự kháng chéo với các tác nhân gây độc TB khác.

Không giống như các mẫu hoạt hóa được tạo ra bởi hệ TK/GCV và CD/5-FU- chúng đều là các chất kháng chuyển hóa và vì thế mà có tính đặc hiệu chu kỳ TB.  CB1954 hoạt hóa có lợi thế tiềm năng là không đặc hiệu pha của chu kỳ TB và có thể giết được các TB ở bất kỳ thời điểm nào. Hơn nữa, việc chuyển đổi CB1954 thành các mẫu hoạt hóa lại phụ thuộc vào cofactor nội bào NADH, do vậy nó làm tăng độ an toàn do không xảy ra sự hoạt hóa ngoại bào.

Việc sử dụng tiền thuốc GCV và 5-FU mà các đặc tính của nó đã được biết rõ, chúng được sử dụng rộng rãi với tư cách là thuốc kháng virus và kháng nấm. Còn trong trường hợp CB1954 thì không phải vậy. Vì VDEPT có 3 nguồn tạo độc tính tiềm tàng (tiền thuốc đơn lẻ, vec tơ đơn lẻ và tổ hợp tiền thuốc- vec tơ), chính vì thế nên các nghiên cứu pha I và dược động học của CB1954 đã được tiến hành. Độc tính giới hạn liều bao gồm cả rối loạn chuyển amin và tiêu chảy vô triệu chứng. Tuy nhiên, liều 24mg/m²  khi đưa vào tĩnh mạch thì không có hiệu ứng phụ đáng kể. Nồng độ cực đại trong huyết thanh của CB1954 là 6,3 µM. Những dẫn liệu tiền lâm sàng cho thấy IC₅₀ của CB1954 trong khoảng  0,5-5µM, điều này cho thấy việc chuyển giao tiền thuốc không ảnh hưởng tới giới hạn liều của hệ này.

Một nghiên cứu khác về độ an toàn và tính khả thi của của việc đưa vec tơ adenovirus CTL 102 vào trong khối u. Trong nghiên cứu liều tăng dần pha I này các bệnh nhân ung thư gan nguyên phát hay thứ phát (di căn từ ung thư trực kết tràng) được xử lý với CTL 102 trước khi phẫu thuật cắt bỏ khối u, do đó hiệu ứng của sự biểu hiện gen chuyển có thể được đánh giá trong cả các khối u đã được cắt bỏ hoàn toàn.

18 bệnh nhân đã được nhận liều đơn 1 x 10⁸  đến 5 x10¹¹ hạt virus. Có 4 bệnh nhân sốt độ 1 (<38,5º ) trong khoảng thời gian giữa 4-8 giờ sau khi tiêm, nhưng không liên quan gì với liều nhận được. Không thấy độc tính giới hạn liều. Cũng giống như các thử nghiệm tương tự, người ta đều dùng các adenovirus khiếm khuyết sao chép, DNA vec tơ chỉ phát hiện nhất thời trong máu bệnh nhân có đáp ứng mạnh mẽ kháng thể kháng vec tơ. Nhuộm hóa tổ chức miễn dịch NTR trong các khối u cắt bỏ đã khẳng định sự biểu hiện gen chuyển tăng lên trong phương thức phụ thuộc liều.

NTR rõ ràng là có hiện diện trong các TB khối u, các nguyên bào sợi và các TB lympho bên trong khối u. Nhuộm receptor adenovirus và coxsackie (coxsakie and adenovirus receptor –CAR) cho thấy có sự biểu hiện cao ở khối u, do vậy sự hấp thu của virus không bị hạn chế bởi thiếu receptor virus sơ cấp. Sự biểu hiện cao NTR trong khối u ở nghiên cứu này đã nhắc nhở cần  phải có các nghiên cứu xa hơn nữa trên các bệnh nhân mà khối u chưa được cắt bỏ được nhận CTL 102, sau đó tiêm tĩnh mạch CB1954 để thấy được các bằng chứng về hiệu ứng kháng u. Những nghiên cứu tương tự cũng đang được tiến hành trên các bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt, ung thư đầu và cổ.

Có nhiều báo cáo cho thấy các hệ VDEPT khác (TK/GCV và CD/5-FU) có thể tạo nên hiệu ứng người ngoài cuộc qua trung gian miễn dịch. Các dẫn liệu cho thấy NTR /CB 1954 cũng có đáp ứng như vậy. Khi sử dụng một vec tơ adenovirus mã hóa NTR và yếu tố kích thích quần thể đại thực bào-bạch cầu hạt trong mô hình ung thư trực kết tràng của chuột đã nâng cao đáp ứng kháng u so với phương thức đơn lẻ, điều đó cho thấy cách tiếp cận này là hữu ích đối với các TNLS tương lai. Hơn nữa, các dẫn liệu in vitro cũng chỉ rõ sự tương tác đồng vận giữa CB1954 và 5-FU, do đó việc kết hợp NTR/CB1954 với CD/5-FU hoặc với hóa trị thông thường có thể hữu dụng trong lâm sàng.

Các tổ hợp enzym/tiền thuốc khác

Những nghiên cứu đang được tiến hành trên các hệ enzym/tiền thuốc khác vẫn đang ở giai đoạn tiền lâm sàng bao gồm cytochrom P450/cyclophos[phamid, carboxypeptidase G2/4-[(2-mesyloxyethyl)(2-chloroethyl)amino]-benzoyl-L-glutamic acid và carboxylesterase/irinotecan.

Một thử nghiệm lâm sàng pha I/II trên các bệnh nhân ung thư tụy không thể phẫu thuật đã được xử lý bằng các TB dị loại cải biến biểu hiện enzym cytochrom P450 được chuyển tới hệ mạch khối u để kích hoạt một cách hệ thống ofosfamid. Bốn trong số 14 bệnh nhân có bằng chứng khối u bị thoái lui; còn 10 bệnh nhân khác  bệnh ổn định. Thời gian sống sót trung bình gấp đôi so với đối chứng. 

Một nghiên cứu khác lại sử dụng vec tơ retrovirus mã hóa cytochrom P450 được tiêm trực tiếp vào các nốt ung thư trên da vú đã di căn hoặc bị u hắc sắc tố để kích hoạt một cách hệ thống cyclophosphamid. Có 12 bệnh nhân được xử lý với vec tơ liều 5 x 10⁵ đến 5 x 10⁷ pfu/mL. Liệu trình điều trị an toàn, dung nạp tốt, gen chuyển được phát hiện trong sinh thiết ở tất cả liều lượng. Có 1 bệnh nhân đáp ứng một phần, 2 bệnh nhân bệnh ổn định.

ÁP DỤNG TRỊ LIỆU ENZYM/TIỀN THUỐC TRONG NHỮNG BỐI CẢNH  KHÁC 

Ngoài các khảo sát sâu rộng về trị liệu enzym/tiền thuốc trong điều trị các loại ung thư của người, hệ thống này còn được khai thác trong các bối cảnh lâm sàng khác.

Phòng ngừa bệnh kháng lại mảnh ghép của vật chủ trong ghép tủy xương dị loại

Tai biến thường gặp trong ghép tủy xương dị loại (allogenic bone marrow transplant –BMT) là kháng lại mảnh ghép của vật chủ qua trung gian tế bào T hoạt tính dị loại trong tủy của người cho. Tuy nhiên, nếu rút hết các tế bào T của người cho thì sẽ làm thương tổn miễn dịch nhưng sẽ làm mất hiệu ứng kháng lại mảnh ghép.

Trong một mô hình chuột chuyển gen biểu hiện HSV-TK trong các tế bào T cho thấy GCV có thể loại trừ một cách chọn lọc các tế bào T đang phân chia ngay sau khi ghép tủy xương. Khi TK đã được biểu hiện trong các tế bào T của người cho, nếu xử lý sớm và nhanh với GCV thì loại trừ được các tế bào T làm trung gian trong bệnh kháng lại mảnh ghép của vật chủ (graft-vs-host disease -GVHD), trong khi đó các tế bào bình thường thì vẫn được bảo toàn.

Thanh lọc tủy xương của các tế bào khối u trước khi ghép dị loại

Những tế bào khối u còn rơi rớt lại trong các chế phẩm tế bào tạo máu sẽ làm hỏng việc cứu trợ các tế bào gốc tự thân trong các bệnh nhân bị u nguyên bào thần kinh. Các nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng một vec tơ adenovirus để chuyển gen carboxylesterase vào một quần thể tế bào hỗn hợp thì thấy các tế bào u nguyên bào thần kinh nhạy cảm với thuốc irinotecan, nhưng với các tế bào sinh máu tổ tiên thì lại vô hại. Điều thú vị là không quan sát thấy hiệu ứng giết người ngoài cuộc đối với các tế bào tổ tiên. Vì vậy, phương pháp này có thể cống hiến một protocol mới để thanh lọc các tế bào khối u trước khi ghép tủy xương tự thân. Việc kiểm tra hiệu quả của sự thanh lọc trong các mẫu tủy xương của các bệnh nhân bị u nguyên bào thần kinh cũng đang được tiến hành.

Điều trị nhiễm HIV

Các nghiên cứu vitro chứng minh rằng các tế bào T có CD₄ dương tính biểu hiện HSV-TK dưới sự kiểm soát của đoạn lặp tận dài (long terminal repeat –LTR) đã được che chở khỏi sự tấn công bởi HIV với sự có mặt của acyclovir, sở dĩ như vậy vì các chất chuyển hóa hoạt hóa đã ức chế enzym reverse transcriptase và h a giải sự chết của tế bào. Vì vậy, đây có thể là một cơ hội cho việc ứng dụng phương pháp này trong trị liệu hạn chế HIV.

Điều trị bệnh lý hệ mạch

Các tổn thương động mạch, chẳng hạn như sau khi nong mạch vành có thể gặp rắc rối do rối loạn tăng sinh mạch vì sự tích tụ các tế bào cơ trơn, kết quả là tái hẹp trở lại. Các nghiên cứu cho thấy, các tế bào cơ trơn nếu được thâm chuyển với một adenovirus tái tổ hợp mã hóa cho gen TK thì có thể làm cho chúng nhạy cảm với GCV. Các nghiên cứu trên lợn cho thấy đây là cách điều trị an toàn và có tính khả thi vì nó có khả năng làm giảm sự tăng sản khởi đầu trong đáp ứng tổn thương mạch.

Tương tự như vậy, những kết quả khích lệ cũng thu được với việc sử dụng cytosin deaminase được chuyển giao bởi adenovirus, sau đó được tiếp cận với 5-FC.

ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG LAI CHO TRỊ LIỆU ENZYM/TIỀN THUỐC

Các kinh nghiệm lâm sàng trong việc sử dụng trị liệu enzym/tiền thuốc ngày càng mở rộng. Một số tổ hợp enzym/tiền thuốc đã được khảo sát với việc sử dụng nhiều loại vec tơ chuyển gen. Nhìn chung, những nghiên cứu này đã khẳng định tính an toàn của cách tiếp cận và cho tới nay có bằng chứng xác nhận nó có đáp ứng kháng u. Các chiến lược hiện nay đòi hỏi phải tinh tế hơn nữa mới có thể thu được hiệu ứng cao trong lâm sàng. Điều này có thể được thực hiện bằng một số cách.

Nâng cao hiệu quả của gen chuyển

Giới hạn chính của các chiến lược enzym/tiền thuốc đương thời là mức biểu hiện gen chuyển còn thấp, mặc dầu đã sử dụng công nghệ vec tơ hiện đại. Những virus ly giải khối u cải biến gen bao gồm adenovirus, virus herpes simplex và retrovirus đã được phát triển và thử nghiệm. Những vec tơ này sẽ được mô tả kỹ hơn ở các chương khác. Trong các TNLS, hiệu ứng chuyển gen của các vec tơ virus có thể tái bản được hiện đang còn thấp, nhưng chúng lại có khả năng thâm nhiễm nhiều hơn các tế bào khối u. Thật là tuyệt vời nếu ta gắn các virus này với enzym hoạt hóa tiền thuốc bằng cách cài thêm DNA bổ trợ thích ứng vào trong vec tơ.

Các nghiên cứu tiền lâm sàng sử dụng tổ hợp vec tơ HSV có thể tái bản được mã hóa gen TK đã được thực hiện. Trong mô hình ung thư trực kết tràng, khi bổ sung thêm GCV thì thực tế lại làm giảm hiệu ứng độc TB của các vec tơ ly giải khối u, có lẽ là do hoạt tính kháng virus của thuốc hoạt hóa.

Những kết quả khích lệ hơn cũng được đề cập với vec tơ adenovirus đã làm suy yếu E1B mã hóa cho tổ hợp CD và TK. Các dữ liệu cho thấy, vec tơ đơn thì có độc tính TB, nhưng nếu bổ sung thêm cả 5-FC và GCV thì lại làm tăng cường hơn sự giết chết TB. Những số liệu tương tự cũng đang nảy sinh với tổ hợp vec tơ adenovirus có thể tái bản được và NTR/CB1954.

Những nghiên cứu lâm sàng tương lai sẽ tạo dựng các tổ hợp tối ưu bằng cách cài vào vec tơ có thể tái bản được cùng với gen hoạt hóa tiền thuốc để nâng cao tối đa tiềm năng trị liệu.

Nâng cao hiệu lực hiệu ứng kháng u

Một trong những cách để nâng cao hiệu lực kháng u là kết hợp trị liệu enzym/tiền thuốc với hóa trị và xạ trị thông thường. Một hiệu ứng kháng u đồng vận giữa HV-TK/GCV và chất  ức  chế topotecan topoisomerase I inhibitor topotecan đã được báo cáo. Tương tự như vậy, một adenovirus ly giải khối u mã hóa enzym hoạt hóa tiền thuốc đã được sử dụng cùng với xạ trị đã tạo nên sự tương tác đồng vận với bằng chứng là xạ trị có thể  nâng cao sự tái bản virus trong các khối u.

Một cách khác để nâng cao hiệu ứng kháng u là nâng cao hiệu ứng giết người ngoài cuộc. Vấn đề này có thể được thực hiện bằng cách gia tăng sự giao lưu tế bào - tế bào hoặc kích động miễn dịch trung gian tế bào đối với các TB khối u.

Biểu hiện gen đặc hiệu tại vị trí u để tránh gây độc cho mô bình thường

Để giới hạn sự biểu hiện gen đặc hiệu tới vị trí u, có thể dùng các promoter đặc hiệu khối u hoặc mô như kháng nguyên ung thư phôi (carcinoembryonic antigen), kháng nguyên đặc hiệu tuyến tiền liệt hay α- fetoprotein. Còn có thể sử dụng các vec tơ virus có khả năng sao chép để khai thác những khác biệt trong sinh thiết tế bào khối u về sự sao chép chọn lọc của chúng nhằm tạo thuận lợi cho việc chuyển gen tới khối u.

Đích chung của sự chuyển gen tới nhiều khối u

Các vectơ virus có thể nhắm tới các receptor đặc hiệu khối u để cho phép sự chuyển gen tới cả hệ thống. Sợi adenovirus có thể được cải biến để ngăn chặn các tương tác của nó với CAR và nhồi vào một tương tác đặc hiệu mới. Chẳng hạn như, một kháng thể đặc hiệu kép, một đầu thì liên kết để khóa sợi adenovirus, còn đầu kia thì tương tác với receptor folat bề mặt TB để đích lại adenovirus tới các dòng TB khối u biểu hiện dư thừa receptor này. Điều quan trọng là vì receptor folat sau đó bị thắt chặt lại nên virus vẫn duy trì được. Phương pháp này hiện nay còn đang bị giới hạn bởi sự cô lập nhanh chóng của hệ lưới nội mô trước khi vec tơ tới được đích của chúng. Vấn đề khác nữa là, các vec tơ virus có thể sinh miễn dịch, do đó mà cản trở việc sử dụng chúng lặp lại. Một cách khác phá vỡ những cản trở này là bọc adenovirus bằng một polymer trơ như N-(2-hydroxypropyl) methacrylamid. Cùng với việc làm giảm đáp ứng miễn dịch kháng adenovirus, lớp vỏ polymer còn ngăn ngừa sự tương tác với CAR vì thế mà ức chế sự thâm nhiễm virus.  Sự hợp nhất của ligand đặc hiệu vào trong polymer sẽ tạo thuận lợi cho việc đích lại các receptor đặc hiệu khối u.

An toàn của các vec tơ virus: tránh áp đảo sự thâm nhiễm virus

An toàn của vec tơ gen trị liệu vẫn còn là mối quan tâm, đặc biệt là khi sử dụng các vec tơ virus. Đối với adenovirus, việc làm sạch virus phụ thuộc vào hệ miễn dịch. Vì thế, trong số các bệnh nhân được sàng lọc cho các TNLS, ai có tổn thương miễn dịch thì phải loại trừ.  Để nâng cao độ an toàn thì phải phát triển các virus “nhút nhát” (gutless) hoặc các virus phụ thuộc trợ giúp (helper –dependent virus), các virus chimeric, minivirus  hoặc virus ly giải khối u bổ trợ.

Kiểm soát sự biểu hiện không tràn lan của gen chuyển 

Vấn đề quan trọng là hình ảnh không xâm lấn càng được mở rộng để có thể nhận diện thấy sự biểu hiện gen chuyển in vivo và đánh giá được dược động học của các vec tơ gen trị liệu. Điều đó cho phép nghiên cứu một cách thấu đáo dược lý học. Thông qua những sự phân tích này mà hiệu lực của gen trị liệu ngày càng nâng cao.

KẾT LUẬN

Mặc dầu các kết quả tiền lâm sàng về gen trị liệu enzym/tiền thuốc là đầy triển vọng, nhưng con đường phát triển trong lâm sàng thì vẫn còn nhiều trở ngại. Để hoàn thiện tiềm năng của nó cần phải có một số phát kiến sáng tạo hơn nữa để nâng cao kết quả trị liệu.

Có khả năng là gen trị liệu phải kết hợp với các phương thức trị liệu khác đang hiện hữu.  Dự kiến điều trị ung thư tương lai  sẽ là đa phương thức, kết hợp giữa chữa trị cắt bỏ và sau đó là các trị liệu phụ trợ, có thể đồng thời hay tuần tự các phương pháp gen trị liệu, hóa trị và xạ trị.