Ung thư Thứ năm, ngày 27/4/2023

Xét nghiệm đơn giản có thể chẩn đoán ung thư sớm

Các kỹ sư MIT đã thiết kế một cảm biến hạt nano có thể cho phép chẩn đoán sớm bệnh ung thư bằng xét nghiệm nước tiểu đơn giản. Các cảm biến, có thể phát hiện nhiều protein gây ung thư, cũng có thể được sử dụng để phân biệt loại khối u hoặc cách nó phản ứng với điều trị.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Các hạt nano được thiết kế sao cho khi gặp khối u, chúng sẽ tạo ra các chuỗi DNA ngắn được bài tiết qua nước tiểu. Phân tích các "mã vạch" DNA này có thể tiết lộ các đặc điểm phân biệt khối u của một bệnh nhân cụ thể. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế thử nghiệm của họ để nó có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một dải giấy, tương tự như thử nghiệm Covid tại nhà, mà họ hy vọng có thể làm cho nó có giá cả phải chăng và càng nhiều bệnh nhân càng tốt.

"Chúng tôi đang cố gắng đổi mới trong bối cảnh cung cấp công nghệ cho các cơ sở có nguồn lực thấp và trung bình. Việc đưa chẩn đoán này ra giấy là một phần trong mục tiêu của chúng tôi là dân chủ hóa chẩn đoán và tạo ra các công nghệ rẻ tiền có thể cung cấp cho bạn câu trả lời nhanh chóng tại điểm chăm sóc," Sangeeta Bhatia, Giáo sư Khoa học và Công nghệ Y tế John và Dorothy Wilson và Kỹ thuật Điện và Khoa học Máy tính tại MIT và là thành viên của Viện Nghiên cứu Ung thư Tích hợp Koch và Viện Khoa học và Kỹ thuật Y tế của MIT.

Trong các thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ có thể sử dụng các cảm biến để phát hiện hoạt động của 5 loại enzyme khác nhau được biểu hiện trong các khối u. Họ cũng chỉ ra rằng phương pháp của họ có thể được nhân rộng để phân biệt ít nhất 46 mã vạch DNA khác nhau trong một mẫu duy nhất, sử dụng thiết bị vi lỏng để phân tích các mẫu.

Bhatia là tác giả cao cấp của bài báo, xuất hiện hôm nay trên tạp chí Nature Nanotechnology . Liangliang Hao, cựu nhà khoa học nghiên cứu của MIT, hiện là trợ lý giáo sư kỹ thuật y sinh tại Đại học Boston, là tác giả chính của nghiên cứu.

Trong nhiều năm, phòng thí nghiệm của Bhatia đã phát triển "dấu ấn sinh học tổng hợp" có thể được sử dụng để chẩn đoán ung thư. Công trình này dựa trên khái niệm phát hiện dấu ấn sinh học ung thư, chẳng hạn như protein hoặc tế bào khối u lưu thông, trong mẫu máu của bệnh nhân. Những dấu ấn sinh học tự nhiên này hiếm đến mức gần như không thể tìm thấy chúng, đặc biệt là ở giai đoạn đầu, nhưng các dấu ấn sinh học tổng hợp có thể được sử dụng để khuếch đại những thay đổi quy mô nhỏ hơn xảy ra trong các khối u nhỏ.

Trong nghiên cứu trước đây, Bhatia đã tạo ra các hạt nano có thể phát hiện hoạt động của các enzyme gọi là protease, giúp các tế bào ung thư thoát khỏi vị trí ban đầu của chúng hoặc định cư ở vị trí mới bằng cách cắt xuyên qua các protein của ma trận ngoại bào. Các hạt nano được bao phủ bởi các peptide được phân cắt bởi các protease khác nhau và một khi các peptide này được giải phóng vào máu, chúng có thể được cô đặc và dễ dàng phát hiện hơn trong mẫu nước tiểu.


Các dấu ấn sinh học peptit ban đầu được thiết kế để phát hiện dựa trên các biến thể nhỏ đã được thiết kế kỹ thuật về khối lượng của chúng, sử dụng máy quang phổ khối. Loại thiết bị này có thể không khả dụng ở những nơi có nguồn lực thấp, vì vậy các nhà nghiên cứu đã bắt đầu phát triển các cảm biến có thể được phân tích dễ dàng hơn và giá cả phải chăng hơn, sử dụng mã vạch DNA có thể đọc được bằng công nghệ CRISPR.

Để phương pháp này hoạt động, các nhà nghiên cứu đã phải sử dụng một chất biến đổi hóa học có tên là phosphorothioate để bảo vệ mã vạch trình báo DNA đang lưu hành không bị phân hủy trong máu. Sự sửa đổi này đã được sử dụng để cải thiện tính ổn định của vắc-xin RNA hiện đại, cho phép chúng tồn tại lâu hơn trong cơ thể.

Tương tự như các trình báo cáo peptide, mỗi mã vạch DNA được gắn vào một hạt nano bởi một trình liên kết có thể bị cắt bởi một protease cụ thể. Nếu protease đó có mặt, phân tử DNA được giải phóng và tự do lưu thông, cuối cùng kết thúc trong nước tiểu. Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hai loại hạt nano khác nhau: một là hạt làm từ polyme đã được FDA chấp thuận để sử dụng cho người và loại còn lại là "nanobody" - một mảnh kháng thể có thể được thiết kế để tích lũy tại một vị trí khối u.

Sau khi các cảm biến được tiết ra trong nước tiểu, mẫu có thể được phân tích bằng cách sử dụng một dải giấy nhận dạng người báo cáo được kích hoạt bởi enzyme CRISPR có tên là Cas12a. Khi một mã vạch DNA cụ thể xuất hiện trong mẫu, Cas12a sẽ khuếch đại tín hiệu để nó có thể được nhìn thấy dưới dạng một dải tối trên bài kiểm tra trên giấy.

Các hạt có thể được thiết kế để mang nhiều mã vạch DNA khác nhau, mỗi mã vạch phát hiện một loại hoạt động protease khác nhau, cho phép cảm biến "ghép kênh". Sử dụng số lượng cảm biến lớn hơn giúp tăng cả độ nhạy và độ đặc hiệu, cho phép xét nghiệm phân biệt dễ dàng hơn giữa các loại khối u.

Trong các thử nghiệm trên chuột, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng một bảng gồm năm mã vạch DNA có thể phân biệt chính xác các khối u phát sinh đầu tiên trong phổi với các khối u được hình thành bởi các tế bào ung thư đại trực tràng đã di căn đến phổi.

"Mục tiêu của chúng tôi ở đây là xây dựng các dấu hiệu bệnh và để xem liệu chúng tôi có thể sử dụng các bảng mã vạch này không chỉ để đọc bệnh mà còn để phân loại bệnh hoặc phân biệt các loại ung thư khác nhau", Hao nói.

Để sử dụng ở người, các nhà nghiên cứu hy vọng rằng họ có thể cần sử dụng nhiều hơn năm mã vạch vì có rất nhiều loại khác nhau giữa các khối u của bệnh nhân. Để giúp đạt được mục tiêu đó, họ đã làm việc với các nhà nghiên cứu tại Viện Broad của MIT và Harvard do Giáo sư Pardis Sabeti của Đại học Harvard đứng đầu, để tạo ra một con chip vi lỏng có thể được sử dụng để đọc tới 46 mã vạch DNA khác nhau từ một mẫu.

Loại xét nghiệm này không chỉ được sử dụng để phát hiện ung thư mà còn để đo lường mức độ đáp ứng của khối u với điều trị của bệnh nhân và liệu nó có tái phát sau điều trị hay không. Các nhà nghiên cứu hiện đang nghiên cứu phát triển thêm các hạt này với mục tiêu thử nghiệm chúng ở người. Glympse Bio, một công ty do Bhatia đồng sáng lập, đã thực hiện các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 1 đối với phiên bản trước đó của các hạt chẩn đoán tiết niệu và nhận thấy chúng an toàn cho bệnh nhân.

Nguồn Viện Công nghệ Massachusetts
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact.thuocbietduoc@gmail.com