การวิจัยใหม่นี้อาจเปลี่ยนวิธีการรักษามะเร็งของยาในยุค AI

(Dan Tri) - การค้นพบใหม่ๆ เกี่ยวกับนาฬิกาชีวภาพและการเผาผลาญของเซลล์ถือเป็นกุญแจสำคัญในการเปิดตัวการรักษามะเร็งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในยุคของปัญญาประดิษฐ์

ในการประชุมเชิงปฏิบัติการเรื่อง “วัสดุขั้นสูง เทคโนโลยีพลังงาน และการดูแลสุขภาพในยุคปัญญาประดิษฐ์” ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของงานสัปดาห์ วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยี VinFuture 2025 ศาสตราจารย์ Dang Van Chi ได้นำเสนอผลการวิจัยที่แสดงให้เห็นว่าจังหวะชีวภาพและการเผาผลาญของเซลล์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดประสิทธิผลของภูมิคุ้มกันบำบัดและยาที่กำหนดเป้าหมาย

ศาสตราจารย์ Dang Van Chi แบ่งปันเรื่อง "จังหวะชีวภาพ การเผาผลาญมะเร็ง และภูมิคุ้มกันบำบัด" (ภาพ: Hai Yen)

จังหวะชีวภาพมีบทบาทสำคัญในการควบคุมเซลล์มะเร็ง

จังหวะชีวภาพถือเป็นหนึ่งในระบบควบคุมที่สำคัญที่สุดของร่างกายมนุษย์ กลไกนี้ทำงานผ่านเครือข่ายยีนที่ทำงานเป็นวัฏจักร 24 ชั่วโมง โดยที่ BMAL1 และ CLOCK เป็นสองปัจจัยหลักที่ช่วยควบคุมการนอนหลับ การเผาผลาญพลังงาน ฮอร์โมน และภาวะสมดุล

เมื่อนาฬิกาชีวภาพทำงานเป็นจังหวะ เซลล์จะมีเวลาทำงานและเวลาพักที่ชัดเจน เมื่อจังหวะนี้ผิดเฟส ความสามารถในการซ่อมแซมดีเอ็นเอจะลดลง กระบวนการต่างๆ ในชีวิตจะเกิดความผิดปกติ

ผลการวิเคราะห์ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Cell Metabolism และ Nature Reviews Cancer แสดงให้เห็นว่าการรบกวนจังหวะการทำงานของร่างกายไม่เพียงแต่ส่งผลต่อการนอนหลับและการเผาผลาญเท่านั้น แต่ยังทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงด้วย เมื่อเซลล์ภูมิคุ้มกันถูกกระตุ้นในเวลาที่ไม่เหมาะสม ร่างกายจะตรวจจับและกำจัดเซลล์ผิดปกติที่อาจกลายเป็นต้นตอของมะเร็งได้ยากขึ้น

เพื่อให้เข้าใจกลไกนี้ได้ดียิ่งขึ้น นักวิทยาศาสตร์มักใช้แบบจำลองสัตว์ ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานในการวิจัยทางชีวการแพทย์ เนื่องจากสามารถควบคุมยีน สภาพแวดล้อม และการทำงานของเซลล์ได้ ซึ่งไม่สามารถทำได้ในการศึกษาในมนุษย์ ในการทดลองหลายครั้ง มักเลือกหนูเนื่องจากพันธุกรรมและกลไกทางชีวภาพของพวกมันมีความคล้ายคลึงกับมนุษย์

เมื่อนักวิจัยเอา BMAL1 ออกจากยีนในหนู หนูก็แสดงอาการผิดปกติต่างๆ มากมาย เช่น การแก่ก่อนวัย ความไม่สมดุลของการเผาผลาญ และการก่อตัวของเนื้องอกเร็วกว่าปกติ

ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเมื่อนาฬิกาชีวภาพถูกปิดใช้งาน เซลล์จะสูญเสียความสามารถในการแบ่งตัวในลักษณะที่ควบคุมได้ และมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะแพร่กระจายผิดปกติมากขึ้น

ศาสตราจารย์ดัง วัน ชี อธิบายกลไกนี้ว่า “นาฬิกาชีวภาพเปรียบเสมือนศูนย์บัญชาการ ทำหน้าที่ตัดสินใจว่าเมื่อใดที่เซลล์ควรทำงาน และเมื่อใดที่เซลล์ต้องพักเพื่อซ่อมแซมตัวเอง เมื่อกลไกนี้ถูกทำลาย กระบวนการแบ่งเซลล์จะวุ่นวายและก่อให้เกิดสภาวะที่เซลล์มะเร็งสามารถเกิดขึ้นได้”

จังหวะชีวภาพยังมีอิทธิพลต่อการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน การศึกษาระหว่างประเทศหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าเซลล์ทีและแมคโครฟาจทำงานมากที่สุดในตอนเช้า

เชื่อกันว่านี่เป็นเหตุผลที่ทำให้ผู้ป่วยมีแนวโน้มที่จะตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดได้ดีขึ้นเมื่อได้รับการรักษาในช่วงเวลานี้ คาดว่าวิธีการรักษาแบบอิงตามระยะเวลาทางชีวภาพจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้นและลดความเป็นพิษที่ไม่จำเป็น

การรีโปรแกรมเมตาบอลิซึมสร้างเวทีสำหรับการแพร่กระจายที่ไม่สามารถควบคุมได้

ในการนำเสนอเกี่ยวกับกลไกระดับโมเลกุลของมะเร็ง ศาสตราจารย์ชีได้เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของยีน MYC ซึ่งเป็นหนึ่งในยีนมะเร็งที่มีอิทธิพลมากที่สุดและปรากฏในมะเร็งที่พบบ่อยที่สุด

ยีนนี้ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการแบ่งตัวของเซลล์เท่านั้น แต่ยังรบกวนจังหวะชีวภาพของเซลล์อีกด้วย เมื่อจังหวะโมเลกุลถูกรบกวน เซลล์มะเร็งจะหลุดพ้นจากกลไกควบคุมตามธรรมชาติและยังคงขยายตัวต่อไป

ระหว่างที่ศึกษาอยู่ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก ศาสตราจารย์ชีได้แสดงให้เห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างการทำงานมากเกินไปของ MYC และการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในวิธีที่เซลล์ผลิตพลังงานเป็นครั้งแรก

เมื่อ MYC ถูกกระตุ้นอย่างเข้มข้น เซลล์จะพึ่งพาไกลโคไลซิสและการผลิตแลคเตตมากขึ้น ปฏิกิริยาต่อเนื่องนี้ถูกควบคุมโดยเอนไซม์แลคเตตดีไฮโดรจีเนส เอ

การศึกษาที่ตีพิมพ์ที่สถาบัน Wistar และมหาวิทยาลัย Johns Hopkins แสดงให้เห็นว่า MYC ส่งเสริมการทำงานมากเกินไปของ LDH A ส่งผลให้เซลล์เข้าสู่ภาวะเผาผลาญที่ผิดปกติ ซึ่งเรียกว่า Warburg Effect

ในปรากฏการณ์วอร์เบิร์ก เซลล์มะเร็งจะดูดซึมกลูโคสในอัตราที่สูงมาก และผลิตกรดแลคติกจำนวนมาก แม้ว่าจะมีออกซิเจนเพียงพอ กระบวนการนี้เป็นแหล่งพลังงานอย่างรวดเร็วเพื่อให้เซลล์สามารถขยายพันธุ์ได้อย่างต่อเนื่อง กรดแลคติกจะสะสม ทำให้สภาพแวดล้อมรอบๆ เนื้องอกเป็นกรด

สิ่งนี้ขัดขวางการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกัน เนื่องจากเซลล์ทีจำนวนมากไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด นี่เป็นหนึ่งในวิธีที่เซลล์มะเร็งสร้างพื้นที่ปลอดภัยที่ช่วยให้พวกมันหลีกเลี่ยงการโจมตี

ศาสตราจารย์ชียืนยันว่าการเผาผลาญอาหารเป็นรากฐานของการเจริญเติบโต หากเราสามารถจัดหาพลังงานได้ เราก็จะทำให้ข้อได้เปรียบหลักของเนื้องอกอ่อนแอลง

จากหลักการนี้ ห้องปฏิบัติการของเขาจึงได้พัฒนากลุ่มโมเลกุลที่สามารถยับยั้ง LDH ได้ การทดลองในหนูทดลองแสดงให้เห็นว่าสารยับยั้ง LDH ช่วยลดอัตราการเติบโตของเนื้องอกและปรับปรุงสภาพแวดล้อมจุลภาคให้ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ

เมื่อระดับกรดแลคติกลดลง เซลล์ภูมิคุ้มกันจะสามารถเข้ามาและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อสารยับยั้ง LDH ผสมกับแอนติบอดี PD1 พบว่าแบบจำลองหลายแบบบันทึกว่าเนื้องอกหายไปอย่างสมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม แนวทางนี้ยังคงเผชิญกับความท้าทายอย่างมาก เซลล์เม็ดเลือดแดงต้องอาศัยไกลโคไลซิสเพื่อพลังงานอย่างสมบูรณ์ เมื่อ LDH ถูกยับยั้ง เซลล์เม็ดเลือดแดงจะเสี่ยงต่อการถูกทำลายและเกิดภาวะเม็ดเลือดแดงแตก

ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงยังคงพัฒนาโมเลกุลที่คัดเลือกเฉพาะมากขึ้นเพื่อกำหนดเป้าหมายไปที่เซลล์มะเร็งในขณะที่จำกัดผลกระทบต่อเซลล์ที่แข็งแรง

อาหารและจุลินทรีย์ในลำไส้ปรับเปลี่ยนการตอบสนองภูมิคุ้มกัน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไมโครไบโอมในลำไส้ถือเป็นพื้นที่ที่มีอิทธิพลมากที่สุดในการรักษามะเร็ง

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Medicine และ Cell แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในลำไส้ไม่เพียงแต่ช่วยในการย่อยอาหาร แต่ยังมีส่วนร่วมในการควบคุมภูมิคุ้มกันอีกด้วย

กลุ่มวิจัยหลายกลุ่มพบว่าผู้ป่วยที่มีไมโครไบโอมต่างกันตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดต่างกัน แบคทีเรียบางชนิดกระตุ้นการทำงานของทีเซลล์ ในขณะที่แบคทีเรียบางชนิดทำให้ระบบภูมิคุ้มกันตรวจจับเซลล์มะเร็งได้ยากขึ้น

ในการศึกษาความเชื่อมโยงนี้ นักวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่โคลีน ซึ่งเป็นสารอาหารที่พบได้ทั่วไปในเนื้อสัตว์และอาหารทะเล

เมื่ออยู่ในลำไส้ แบคทีเรียบางชนิดจะย่อยสลายโคลีนให้เป็น TMA จากนั้นตับจะเปลี่ยน TMA เป็น TMAO

การศึกษาอิสระหลายชิ้นโดยสถาบันมะเร็งลุดวิกและมหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์แสดงให้เห็นว่าระดับ TMAO ในเลือดของผู้ป่วยมะเร็งตับมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับประสิทธิผลของการรักษา ผู้ป่วยที่มีระดับ TMAO สูงมักตอบสนองต่อการรักษาด้วยยาต้าน PD1 ได้ไม่ดีและมีระยะเวลารอดชีวิตสั้นกว่า

เพื่อทดสอบกลไกนี้ ทีมวิจัยได้ทำการทดลองกับหนูทดลอง เมื่อหนูได้รับอาหารที่มีโคลีนสูง ระดับ TMAO จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ส่งผลให้ภูมิคุ้มกันบำบัดมีประสิทธิภาพลดลงแม้จะให้ยาในขนาดและเวลาที่เหมาะสม ในทางกลับกัน เมื่อเอนไซม์แบคทีเรียที่ทำหน้าที่สร้าง TMA ถูกยับยั้ง ระดับ TMAO จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ และระบบภูมิคุ้มกันจะทำงานได้ดีขึ้น ความสามารถในการตอบสนองต่อยาต้าน PD1 ก็จะกลับมาเป็นปกติ

ศาสตราจารย์ชี ระบุว่า อนาคตของการรักษามะเร็งน่าจะผสมผสานการใช้ยาที่มุ่งเป้าไปที่ระบบเผาผลาญ ภูมิคุ้มกันบำบัด โภชนาการที่ควบคุมจังหวะชีวภาพ และการติดตามผลอย่างต่อเนื่องโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ การผสมผสานนี้จะสร้างรูปแบบการรักษาที่ครอบคลุมและเฉพาะบุคคล

งานวิจัยที่เขาทำมาเป็นเวลา 30 ปีได้พิสูจน์แล้วว่ามะเร็งไม่ใช่เพียงโรคที่เกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนเท่านั้น แต่ยังเป็นโรคที่เกิดจากความผิดปกติของนาฬิกาชีวภาพ ความไม่สมดุลของการเผาผลาญ และความไม่สมดุลของภูมิคุ้มกันอีกด้วย

การแพทย์สามารถออกแบบการรักษาที่มีประสิทธิผลอย่างแท้จริงได้ก็ต่อเมื่อเข้าใจถึงกฎเกณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้เท่านั้น

ที่มา: https://dantri.com.vn/suc-khoe/nghien-cuu-moi-co-the-thay-doi-cach-y-hoc-dieu-tri-ung-thu-trong-thoi-ai-20251204183852856.htm