Tất cả các bệnh ung thư đều do sự thay đổi gen hoặc tổn thương gen gây ra. Gen được tìm thấy trong mọi tế bào trong cơ thể. Sự phát triển của khoa học hiện đại đã khám phá ra trình tự DNA của con người và biểu hiện gen giữa các tế bào khối u và tế bào bình thường. Giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những biến đổi gen đằng sau ung thư, và vai trò của chúng trong sự phát triển khối u, di căn và kháng thuốc ở cấp độ phân tử. Thông tin này có thể cung cấp các chiến lược nền tảng chính để tìm ra các đột biến mục tiêu tiềm ẩn ảnh hưởng đến bệnh ung thư và phát triển các loại thuốc mới điều trị cho các bệnh ung thư khác nhau.

 

Các gen bên trong mỗi tế bào cho nó biết khi nào phát triển, hoạt động, phân chia và chết. Gen là những mảnh DNA tìm thấy trong nhiễm sắc thể trong tất cả các tế bào của chúng ta. Khi một gen thay đổi hoặc đột biến (được gọi là đột biến gen), các hướng dẫn mà nó cung cấp cho tế bào có thể ngăn tế bào hoạt động bình thường. Điều này có thể gây ra sự phát triển bất thường trong cơ thể hoặc tình trạng bệnh lý.

Các gen hoạt động giống như công tắc bật và tắt bên trong tế bào của chúng ta. Chúng kiểm soát cách các tế bào của chúng ta hoạt động bằng cách tạo ra các protein, chẳng hạn như kháng thể, enzym và các sứ giả như nội tiết tố. Các protein của gen đưa ra hướng dẫn cho các tế bào của chúng ta để cho chúng biết khi nào phát triển, phân chia và chết (một quá trình gọi là quá trình tự hủy). Mỗi gen có hướng dẫn trong DNA của nó để cho tế bào biết cách tạo ra các protein này.

Khi gen hoạt động bình thường, chúng giúp bảo vệ chúng ta chống lại ung thư. Nhưng khi có sự thay đổi trong DNA của chúng ta hoặc làm hỏng DNA của chúng ta, một gen có thể bị đột biến. Gen bị đột biến không hoạt động bình thường vì các hướng dẫn trong DNA của nó bị lẫn lộn. Điều này có thể khiến các tế bào lẽ ra đang nghỉ ngơi phân chia và phát triển ngoài tầm kiểm soát, và điều này có thể dẫn đến ung thư. Đột biến gen cũng có thể khiến một tế bào tạo ra quá nhiều protein, protein bất thường hoặc không đủ protein.

Đột biến gen luôn xảy ra trong các tế bào của chúng ta. Mỗi khi tế bào phân chia, có nguy cơ xảy ra lỗi khi tế bào tạo bản sao DNA của nó. Các tế bào của chúng ta thường có thể tìm ra những lỗi này và sửa chúng trước khi chúng được chuyển sang các tế bào mới. Nhưng đôi khi các tế bào không thể sửa những thay đổi này và các thay đổi được chuyển sang các tế bào mới. Các tế bào có đột biến gen do DNA bị hư hỏng là những tế bào có thể trở thành ung thư. Vì các đột biến gen tích tụ theo thời gian nên chúng ta có nguy cơ mắc ung thư cao hơn khi già đi.

Ung thư di truyền và không di truyền

Một số bệnh ung thư được gây ra bởi những thay đổi di truyền mà chúng ta sinh ra và được di truyền từ cha mẹ của chúng ta. Ung thư do đột biến gen di truyền được gọi là ung thư di truyền. Những người có đột biến gen di truyền có nguy cơ mắc ung thư cao hơn, nhưng điều đó không có nghĩa là họ sẽ mắc ung thư. Nhưng những người thừa hưởng đột biến gen liên quan đến ung thư có xu hướng phát triển ung thư thường xuyên hơn và ở độ tuổi sớm hơn so với phần còn lại của dân số. Trong tất cả các trường hợp ung thư, chỉ có khoảng 5% đến 10% là do thừa hưởng một đột biến gen nhất định. Nhiều loại ung thư có liên quan đến di truyền bao gồm ung thư vú và ung thư ruột kết ở người lớn và ung thư nguyên bào võng mạc ở trẻ em.

Các bệnh ung thư khác phát triển từ những thay đổi di truyền xảy ra trong suốt cuộc đời của chúng ta. Đây là những bệnh ung thư không di truyền (còn gọi là ung thư lẻ tẻ hoặc mắc phải). Chúng phát triển từ những đột biến gen xảy ra khi gen bị hao mòn khi chúng ta già đi hoặc khi chúng ta tiếp xúc với thứ gì đó gây ung thư xung quanh.

Thay đổi gen và nguy cơ ung thư

Ung thư được gây ra bởi sự thay đổi hoặc tổn thương ở một hoặc nhiều gen. Hầu hết những thay đổi trong gen là do đột biến gen. Đột biến có thể ngăn gen hoạt động bình thường. Các gen có đột biến liên quan đến ung thư đôi khi được gọi là gen ung thư.

Đột biến gen xảy ra khi:

– Chúng ta được sinh ra với một gen đột biến được thừa hưởng từ cha mẹ hoặc phát triển trong phôi thai;

– Chúng ta tiếp xúc với thứ gì đó xung quanh gây hại cho gen của chúng ta, chẳng hạn như khói thuốc lá;

– Gen hao mòn khi chúng ta già đi.

Các loại gen ung thư

Có 3 loại gen ung thư chính kiểm soát sự phát triển của tế bào và có thể khiến ung thư phát triển.

– Gen gây ung thư là gen đột biến khiến tế bào phát triển ngoài tầm kiểm soát và có thể dẫn đến ung thư. Proto-oncogenes là những gen bình thường kiểm soát sự phát triển của tế bào nhưng nếu chúng bị đột biến, chúng có thể biến thành gen gây ung thư. Proto-oncogenes và oncogenes hoạt động như công tắc bật/tắt. Một proto-oncogene thường bị tắt. Khi một proto-oncogene được kích hoạt, nó sẽ báo cho một tế bào phát triển hoặc phân chia. Nhưng gen gây ung thư luôn được bật – vì vậy các tế bào của nó phát triển ngoài tầm kiểm soát.

– Các gen ức chế khối u là các gen bình thường làm chậm quá trình phát triển và phân chia tế bào, sửa chữa các lỗi trong DNA và báo cho các tế bào biết khi nào chúng sẽ chết (một quá trình bình thường được gọi là quá trình chết theo chương trình hoặc chết theo chương trình của tế bào). Chúng giúp bảo vệ chúng ta chống lại bệnh ung thư. Các gen ức chế khối u đang hoạt động bình thường khi chúng được bật lên. Chúng ngăn không cho các tế bào phân chia quá nhanh. Nhưng khi những gen này bị đột biến, chúng sẽ bị tắt. Điều này khiến các tế bào phát triển ngoài tầm kiểm soát có thể dẫn đến ung thư.

– Các gen sửa chữa DNA sửa chữa các lỗi trong các gen khác có thể xảy ra khi DNA được sao chép. Khi các gen sửa chữa DNA bị đột biến, chúng không thể sửa chữa các lỗi trong gen gây ung thư và gen ức chế khối u, và điều này có thể dẫn đến ung thư.

Các loại biến đổi gen

Các gen có thể bị đột biến theo một số cách khác nhau. Loại đột biến đơn giản nhất là sự thay đổi trong DNA tạo nên gen. DNA được tạo thành từ 4 cơ sở khác nhau, được sắp xếp theo một thứ tự cụ thể. Đột biến xảy ra khi một bazơ bị thay đổi hoặc thứ tự của các bazơ bị thay đổi.

Các loại đột biến gen khác bao gồm:

– Chèn là khi một đoạn DNA bổ sung được thêm vào gen;

– Sao chép là khi một phần DNA của gen hoặc một phần của nhiễm sắc thể được sao chép một hoặc nhiều lần. Một bản sao có thể đủ lớn để một người có thêm bản sao của gen hoặc một phần của nhiễm sắc thể;

– Xóa là khi một đoạn DNA bị loại bỏ khỏi gen, khi toàn bộ gen bị thiếu hoặc khi nhiễm sắc thể bị đứt và một số vật liệu di truyền bị mất;

– Chuyển vị là khi một đoạn của một nhiễm sắc thể bị đứt ra và gắn vào một nhiễm sắc thể khác;

– Đảo đoạn xảy ra khi một nhiễm sắc thể bị đứt ở 2 vị trí và một đoạn DNA lật ngược lại và gắn trở lại nhiễm sắc thể.

Đôi khi đột biến gen cũng có thể làm thay đổi cấu trúc của cả một nhiễm sắc thể.

Sử dụng gen trong chẩn đoán, tiên lượng và điều trị

Các nhà nghiên cứu nghiên cứu gen để giúp họ tìm hiểu thêm về gen nào có thể liên quan đến ung thư. Họ đã lập bản đồ tất cả các gen tạo nên con người (được gọi là bộ gen người). Các bác sĩ hiện đang sử dụng bộ gen người và các xét nghiệm dựa trên gen tốt hơn để nghiên cứu DNA và hiểu rõ hơn về bệnh ung thư. Các bác sĩ có thể kiểm tra một số thay đổi di truyền trong quá trình chẩn đoán để giúp họ xác nhận rằng một người bị ung thư. Nó cũng có thể giúp họ dự đoán kết quả (tiên lượng) và lập kế hoạch điều trị.

Nghiên cứu gen ở những người bị ung thư cũng đã dẫn đến:

– Cách mới để phân loại ung thư;

– Sử dụng gen như dấu ấn sinh học;

– Giúp chẩn đoán ung thư;

– Giúp các bác sĩ dự đoán và theo dõi phản ứng của một người đối với việc điều trị;

– Giúp các bác sĩ điều trị phù hợp dựa trên đột biến gen của một người;

– Phát triển các loại thuốc mới nhắm mục tiêu thay đổi gen cụ thể.

Phân loại ung thư dựa vào đột biến gen

Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy mối liên hệ giữa nhiều gen và một số loại ung thư. Họ đã chỉ ra rằng các loại ung thư khác nhau có thể chia sẻ các đột biến gen giống nhau. Trong nhiều năm, ung thư đã được nhóm lại theo cơ quan trong cơ thể nơi ung thư bắt đầu phát triển và các tế bào ung thư trông như thế nào dưới kính hiển vi. Nhưng gần đây, các bác sĩ cũng đang phân nhóm ung thư dựa trên đột biến gen của chúng. Điều này đã giúp các bác sĩ dự đoán ai có thể phát triển ung thư và phương pháp điều trị có khả năng hoạt động tốt như thế nào. Nó cũng đã giúp phát triển các phương pháp điều trị mới nhằm vào những thay đổi di truyền cụ thể.

Sử dụng gen để chẩn đoán ung thư

Các bác sĩ có thể kiểm tra một số thay đổi di truyền trong quá trình chẩn đoán để giúp họ xác nhận rằng một người bị ung thư. Các nhà nghiên cứu cũng đang sử dụng các xét nghiệm dựa trên gen đặc biệt để xem xét nhiều gen cùng một lúc ở những người bị ung thư. Phân tích microarray cho phép các nhà nghiên cứu xem gen nào được bật và gen nào bị tắt. Phân tích nhiều gen cùng một lúc để xem gen nào được bật và tắt được gọi là lập hồ sơ biểu hiện gen.

Sử dụng gen để dự đoán tiên lượng

Nghiên cứu những thay đổi di truyền cũng có thể giúp các bác sĩ dự đoán những người mắc bệnh ung thư nào có tiên lượng tốt hơn hoặc xấu hơn. Biết được các đột biến gen của bệnh ung thư có thể giúp dự đoán loại ung thư nào có nhiều khả năng quay trở lại (tái phát) sau khi điều trị và những người nào có nhiều khả năng được hưởng lợi từ việc điều trị hoặc một loại điều trị nhất định. Thông tin về những thay đổi di truyền có thể giúp bác sĩ biết cách điều trị đang hoạt động tốt như thế nào và cũng có thể giúp họ dự đoán những bệnh nhân nào có nhiều khả năng bị tác dụng phụ từ việc điều trị.

Sử dụng gen để lựa chọn phương pháp điều trị và phát triển phương pháp điều trị mới

Những người mắc cùng một loại ung thư sẽ không có phản ứng giống nhau đối với phương pháp điều trị. Y học cá nhân cho phép các bác sĩ lựa chọn phương pháp điều trị cho mỗi người dựa trên gen, protein hoặc các phân tử khác của bệnh ung thư (được gọi là hồ sơ di truyền hoặc phân tử). Phương pháp điều trị được cá nhân hóa này có thể làm cho một phương pháp điều trị có nhiều khả năng hoạt động tốt hơn. Nó cũng có thể dẫn đến ít tác dụng phụ hơn từ việc điều trị hoặc làm cho các tác dụng phụ ít nghiêm trọng hơn.

Khi một khối u được lấy ra khỏi cơ thể sau khi sinh thiết hoặc phẫu thuật, đôi khi nó được xét nghiệm để tìm một số gen hoặc protein được biết là có liên quan đến ung thư. Những người có những thay đổi di truyền nhất định có thể được hưởng lợi từ liệu pháp nhắm mục tiêu . Và nghiên cứu đột biến gen có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển các loại thuốc điều trị nhắm mục tiêu mới.

BS. Đỗ Nguyệt Thanh (Thọ Xuân Đường)