Hình ảnh minh họa quái thú Chimera. Nguồn: Bảo tàng Prado.

Các nhà trị liệu miễn dịch học ung thư đã dành hàng thập niên cố gắng tìm ra đúng tế bào T giữa hàng trăm triệu tế bào trong máu, tế bào có thể nhận ra các kháng nguyên đặc trưng trên khối u của bệnh nhân. Rồi họ dành thêm nhiều thời gian hơn để nuôi cấy những tế bào T này, khiến chúng tấn công ung thư.

Trong khi đó, một nhóm khác có cách tiếp cận như sau: tạo ra tế bào T Frankenstein của riêng họ, lắp ghép từ những mảnh riêng trong phòng thí nghiệm, được thiết kế đặc biệt để tìm và tiêu diệt tế bào ung thư của bệnh nhân.

Một quái vật tế bào T được lắp ghép như một tế bào miễn dịch chimera (trong thần thoại Hy Lạp, chimera là một con quái vật chắp vá có các bộ phận của sư tử, dê và trăn), do đó nó được gọi là tế bào T sở hữu thụ thể kháng nguyên chimera (chimera antigen receptor T cell). Gọi tắt là CAR-T.

CAR-T là một tế bào T được tạo ra bởi con người. Nó thường được gọi là "thuốc phức tạp nhất từng được tạo ra". Lý do duy nhất là nó không phải chỉ là một phần tử hay kháng thể như các thuốc khác, mà là cả một tế bào được lấy ra từ một bệnh nhân ung thư, được thay đổi trong phòng thí nghiệm để nhận ra tế bào ung thư của bệnh nhân, rồi tiêm nó trở lại. Nghe giống như khoa học viễn tưởng khi nó được cấp phép bởi FDA vào tháng 7/2017.

Việc điều chế tuy phức tạp nhưng khái niệm thì đơn giản. Tế bào T chỉ săn lùng và giết những gì chúng được lập trình sẵn để "thấy". Công cụ để thấy là thụ thể của chúng, TCR.

Kỳ vọng ở đây là nếu thay đổi TCR, bạn có thể thay đổi thứ mà tế bào T chọn làm mục tiêu, đó là căn bệnh ung thư.

Điều này đã xảy ra với nhà nghiên cứu người Israel, Zelig Eshhar. Những năm đầu thập niên 1980, ông bắt đầu nghĩ về cách hoạt động của TCR, phần "nhìn thấy" kháng nguyên phù hợp, hoạt động giống như một kháng thể.

Mỗi TCR gắn vào bề mặt tế bào T như một củ cà rốt làm từ protein, nhưng phần lá mọc ra phía ngoài tế bào và nhận ra hình dạng của kháng nguyên rất giống một cái càng protein bé nhỏ của kháng thể. Eshhar có thể tưởng tượng nó bật ra khỏi phần cuối của TCR rồi bám vào một kháng thể mới như bị hút chân không. Thực tế, có thể có vô số cách ghép, mỗi cách đều chỉ nhận ra và gắn vào một kháng nguyên.

Biến một lý thuyết thành thực tiễn cần có một chút kỹ thuật sinh học, nhưng vào năm 1985, Eshhar đã tạo ra một bằng chứng đơn giản cho khái niệm này.

Ông gọi CAR ban đầu của mình là T-body. Nó là một tế bào T được chỉnh sửa để nhận ra một mục tiêu kháng nguyên tương đối dễ thấy mà ông đã chọn. Đó là một protein tạo ra bởi loại nấm có tên Trichophyton mentagrophytes mà nhiều người biết đến là nấm da chân.

Đến năm 1989, Eshhar chuyển công tác với Viện Ung thư Quốc gia cùng TS Pattick Hwu nghiên cứu thêm cách chỉnh sửa tế bào T.

Hwu có rất nhiều kinh nghiệm trong việc đưa các gen mới vào tế bào T. Họ tìm ra cách thức mang tên CRISPR. Người thực hiện gắn một cây kim nhỏ vào tế bào T và tiêm vi mô từng tế bào một. Công trình này được xây dựng dựa trên bằng chứng về khái niệm được cung cấp bởi T-body của Eshhar, biến đổi gen tế bào T để thay đổi TCR của chúng và nhắm mục tiêu vào thứ khác. Phải mất nhiều năm để phát triển và nó đã hoạt động không tốt, nhưng tác dụng thì vẫn có.

Một số bài báo đã vinh danh phát hiện CAR-T và chỉ ra những khả năng hấp dẫn. Nhóm nhà khoa học của Esshar và Hwu đã thành công thay thế vô lăng tế bào T, thay đổi nơi tế bào này muốn tới. Điều quan trọng nhất, họ đã thay đổi đích đến tế bào T vào một tế bào ung thư cụ thể.

Một phần trong các thứ ngăn cản CAR-T đầu tiên này trở thành một liệu pháp điều trị ung thư hiệu quả là chúng như những chiếc xe cũ nát đã đi quãng đường quá xa. Các tế bào robo T-cell này không sống đủ lâu để tự nhân lên hoặc hoàn thành công việc tiêu diệt ung thư. Đó là công việc của các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Ung thư Tưởng niệm Solan Kettering. Để cung cấp phương án thông minh cho vấn đề này và một số vấn đề kỹ thuật khác, tiến sĩ Michel Sadelain tạo ra một loại "thuốc sống" thực sự.

Sadelain cũng cho CAR mới của ông một mục tiêu quan trọng - protein gọi là CD19, được tìm thấy trên bề mặt một số tế bào ung thư máu. Kết quả là một CAR thế hệ thứ hai kiểu dáng đẹp, phong cách và tự nhân lên với nhiều nhiên liệu và một điểm đến quan trọng. Nhóm của Sadelain đã chia sẻ trình tự của CAR thế hệ thứ hai mới của họ với nhóm của tiến sĩ Rosenberg tại Viện Ung thư Quốc gia, cũng như với người đứng đầu một phòng thí nghiệm 150 dặm về phía bắc của Bethesda, dẫn đầu bởi nhà nghiên cứu thuộc đại học nghiên cứu Pennsylvania và bác sĩ, TS Carl June, người sẽ vay mượn ý tưởng và xây dựng dựa trên những ý tưởng này.

Ba nhóm đẩy mạnh việc chuyển liệu pháp ung thư thử nghiệm phức tạp và ngoạn mục này thành các thử nghiệm đầu tiên ở người. Theo một nghĩa nào đó, công việc của họ không thể tách rời, đôi khi, họ đã làm việc cùng nhau. Nhưng đối với hầu hết mọi người trên thế giới, những thử nghiệm của nhóm June mới đạt được hiệu quả tốt nhất.