Phương pháp tiếp cận mới bằng nano có giúp ích cho việc điều trị ung thư

Một phương pháp mới điều trị bằng tia laze được cho là có thể tiêu diệt các tế bào ung thư bằng cách sử dụng các hạt nano siêu nhỏ có sức mạnh cực lớn.

“Lịch sử ra đời” của phương pháp mới

Vào cuối những năm 1980, Lapotko là một nhà vật lý vũ khí laze tại Soviet Union, sống và làm việc tại Belarus. Chuyên môn của ông là sử dụng sóng siêu âm để hướng các tia laze trong các loại vũ khí ở thượng tầng khí quyển như cách mà Đảng cộng sản Sô viết đã cố đe dọa Sáng kiến Phòng thủ chiến lược của Ronald Reagan có tên gọi là “Cuộc chiến giữa các vì sao”.

Nhưng với sự hạ xuống của bức tường Berlin và sự tan rã của Đảng cộng sản Sô viết, nhiều nhà khoa học về vũ khí đã rời đi trong im lặng do những đòi hỏi ngày càng quá đáng và ít triển vọng nghề nghiệp.

“Đây là một khoảng thời gian cay đắng đối với nhiều nhà vật lý của Đảng cộng sản Xô – viết” Lapotko nhớ lại. “Chúng tôi nhận ra công việc này không chỉ liên quan đến khoa học mà còn liên quan tới chính trị”.

Tuy nhiên chỉ khi nhiều nhà khoa học liên quan tới dự án Manhattan từ 40 năm trước đã quyết định chuyển sang nghiên cứu y sinh, Lapotko đã quyết định thử và áp dụng những kiến thức về laze để điều trị ung thư ở cấp độ tế bào và thử thách lớn nhất là phát triển một loại thuốc có khả năng phát hiện và điều trị ung thư, dự kiến áp dụng ở Belarus đầu tiên và tiếp theo tới Mỹ.

“Một trong những khó khăn lớn nhất trong việc điều trị ung thư là không thể phát hiện được những khối u rất nhỏ ở giai đoạn đầu để có thể loại bỏ bằng cách phẫu thuật mà không làm ảnh hưởng tới những tế bào và các bộ phận xung quanh”, Lapotko cho biết. “Hiện, những khối u nhỏ nhất có thể được phát hiện thường đã có kích thước vài milimét.

Phương pháp hóa trị liệu và xạ trị không luôn luôn hiệu quả do các tế bào ung thư tiếp tục bị đột biến và tăng khả năng miễn kháng và yêu cầu những liều điều trị cao hơn và hại cho cơ thể bệnh nhân hơn. “Một loại thuốc có thể có hiệu quả hôm nay nhưng ngày mai có thể không còn hiệu quả nữa”, Lapotko cho biết, vì vậy tôi đã quyết định tìm ra cách để phát hiện và tiêu diệt các tế bào ung thư.

Việc nghiên cứu vẫn kéo dài cho đến hiện tại

Hơn 2 thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu cách sử dụng các phân tử nano có kích thước nhỏ hơn các tế bào ung thư tới hàng nghìn lần để đưa thuốc hóa trị liệu vào các tế bào ung thư. Việc này được thực hiện bằng cách tận dụng một số đặc tính tự nhiên của khối u. Các phân tử nano được gắn các kháng thể có thể được tiêm vào trong máu để nhận diện tế bào ung thư. Vì những tế bào ung thư này sẽ ăn các phân tử nano qua cơ chế nhập bào. Các phân tử nano vàng thường được sử dụng bằng cách này trong một vài thử nghiệm lâm sàng. Tuy nhiên, phương pháp này không thể ngăn được việc ung thư kháng thuốc.

Thay vào đó, ý tưởng của Lapotko là kết hợp điều trị sinh học và vật lý. Một khi các phân tử nano vàng ở bên trong một tế bào ung thư, chúng sẽ bị nhiễm một xung laze ngắn và chuyển thành nhiệt nóng tạo ra các bọt khí nở ra và nổ trong nháy mắt. Bong bóng nano có thể làm nổ tung các tế bào ung thư thành nhiều mảnh bằng cách tác động lên cơ thể hoạt động của nó.

“Bản chất của sự nổ tung này chỉ diễn ra ở bên trong tế bào và xung quanh các tế bào khỏe mà không làm ảnh hưởng tới những bộ phận khác”, Lapotko cho biết. “Những mảnh sót lại của tế bào ung thư không thể tạo thành một tế bào ung thư mới nên rất an toàn do các xung laze được sử dụng ở mức thấp hơn 1000 lần so với năng lượng laze trong phẫu thuật.

Một trong những khó khăn thường gặp khác trong việc phẫu thuật điều trị ung thư là các bác sĩ điều có thể để sót lại một phần khối u, một phần so sơ suất, một phần do khối u chiếm trọn một bộ phận nên khó có thể loại bỏ được, Masimo cho biết. Nhưng công nghệ của Lapotko có thể giúp loại bỏ ung thư trước khi những tế bào ung thư còn sót lại phát triển và trở nên nguy hiểm hơn.

Cho tới nay công nghệ này đã được thử nghiệm trên khối u ung thư ở chuột trong một chuỗi các nghiên cứu được công bố trên Nature Medicine and Nature Nanotechnology với những cải thiện vô cùng lớn trong tỉ lệ sống sót và độ an toàn của phương pháp này so với những phương pháp trước đó. Hạn chế duy nhất là phương pháp này là khó có thể tạo ra những bong bóng nano do khả năng đi vào sâu trong các mô của tia laze kém.

Trong những trường hợp này, Lapotko tin rằng ông sẽ sử dụng công nghệ này để cải thiện tính hiệu quả của các phương pháp điều trị ung thư thông thường như hóa xạ trị. Một khi cấu trúc DNA bị suy yếu và chỉ cần một liều xạ trị thấp cũng đủ để tiêu diệt các tế bào ung thư và đạt được hiệu quả như ý.