Hệ miễn dịch của bạn có một đội quân chuyên biệt: tế bào T, những "lính đặc nhiệm" liên tục tuần tra cơ thể để phát hiện và tiêu diệt kẻ xâm nhập. Vấn đề là tế bào ung thư rất giỏi ngụy trang, chúng trông gần giống tế bào bình thường nên tế bào T thường bỏ qua. Liệu pháp CAR-T giải quyết điều này bằng cách lấy tế bào T ra khỏi cơ thể bệnh nhân, "nâng cấp" chúng trong phòng thí nghiệm rồi đưa trở lại để săn lùng khối u.

Bước 1: Thu hoạch tế bào T

Bác sĩ lấy máu bệnh nhân qua quy trình gọi là leukapheresis, tách riêng tế bào T ra khỏi các thành phần khác. Máu còn lại được trả về cơ thể. Quá trình này mất vài giờ, tương tự như hiến tiểu cầu.

Bước 2: Lắp "ăng-ten" nhận diện ung thư

Đây là bước cốt lõi. Các nhà khoa học dùng virus đã bị vô hiệu hóa (thường là lentivirus) làm phương tiện vận chuyển để chèn một đoạn gene mới vào DNA của tế bào T. Gene này mã hóa một protein gọi là Chimeric Antigen Receptor, viết tắt là CAR. Hãy hình dung CAR như một chiếc ăng-ten gắn trên bề mặt tế bào T, được thiết kế để nhận diện chính xác một loại protein cụ thể trên bề mặt tế bào ung thư. Ví dụ, trong điều trị ung thư máu, CAR thường nhắm vào protein CD19 có mặt trên hầu hết tế bào B ác tính.

Bước 3: Nhân bản đội quân

Sau khi được gắn CAR, tế bào T được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm ở nhiệt độ 37°C với các chất kích thích tăng trưởng. Từ vài triệu tế bào ban đầu, đội quân được nhân lên hàng trăm triệu trong khoảng 10 đến 14 ngày. Mỗi tế bào đều mang theo "ăng-ten" CAR giống nhau, sẵn sàng chiến đấu.

Bước 4: Truyền trở lại và tiêu diệt

Trước khi truyền tế bào CAR-T trở lại, bệnh nhân trải qua hóa trị liệu nhẹ (lymphodepletion) để "dọn đường" cho đội quân mới. Khi vào cơ thể, tế bào CAR-T tìm đến tế bào ung thư mang protein đích, bám chặt rồi tiết ra các chất độc perforin và granzyme để phá hủy tế bào ung thư từ bên trong. Tế bào CAR-T còn tiếp tục nhân lên trong cơ thể khi gặp tế bào ung thư, tạo thành "thuốc sống" có thể hoạt động nhiều tháng, thậm chí nhiều năm.

Rủi ro lớn nhất: Bão cytokine

Khi hàng triệu tế bào CAR-T đồng loạt tấn công, chúng giải phóng lượng lớn cytokine, các phân tử tín hiệu viêm. Phản ứng này gọi là hội chứng giải phóng cytokine (CRS), gây sốt cao, tụt huyết áp và trong trường hợp nặng có thể đe dọa tính mạng. Bác sĩ kiểm soát CRS bằng thuốc tocilizumab, chặn thụ thể interleukin-6 để hạ phản ứng viêm mà không vô hiệu hóa tế bào CAR-T.

Giới hạn hiện tại và hướng phát triển

Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (FDA) đã phê duyệt CAR-T cho một số loại ung thư máu như bạch cầu cấp dòng lympho B và u lympho tế bào B lớn lan tỏa, với tỷ lệ lui bệnh hoàn toàn lên tới 80-90% ở một số nhóm bệnh nhân. Tuy nhiên, khối u đặc (ung thư phổi, vú, đại tràng) vẫn là thách thức lớn vì môi trường vi mô quanh khối u ức chế tế bào T và thiếu protein đích rõ ràng. Thế hệ tiếp theo, CAR-T "bọc giáp" (armored CAR-T), được thiết kế để tiết thêm cytokine kích thích hoặc kháng thể chặn tín hiệu ức chế miễn dịch, đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng và mở ra hy vọng mới cho các loại ung thư khó điều trị nhất.