Chip sinh học giúp kiểm nghiệm thuốc chống ung thư

Viện Nghiên cứu Công nghệ Nano và Kỹ thuật Sinh học Singapore vừa công bố một hướng tiếp cận mới, sử dụng chip sinh học nhỏ để kiểm tra hiệu quả điều trị của thuốc chống ung thư trên tế bào gốc ung thư. Công nghệ này có tên Droplet array, được thiết kế nhằm thực hiện các phép thử sinh học với lượng mẫu rất hạn chế, phù hợp những nghiên cứu cần tiết kiệm tế bào. Điểm đáng chú ý nằm ở khả năng sàng lọc thuốc trên chỉ 500 tế bào, trong khi những phương pháp truyền thống thường yêu cầu tối thiểu từ 2.500 đến 5.000 tế bào cho mỗi lần phân tích. Trong nghiên cứu, nhóm khoa học sử dụng Droplet array để đánh giá tác động của các loại thuốc chống ung thư lên tế bào gốc ung thư, vốn được xem là nhóm tế bào có vai trò quan trọng trong bệnh lý khối u. Các tế bào được khảo sát bắt nguồn từ ba dạng ung thư gồm ung thư vú, ung thư gan và ung thư ruột kết, qua đó mở rộng phạm vi kiểm nghiệm của thiết bị. Thay vì cần một lượng mẫu lớn như quy trình thông thường, chip sinh học cho phép nhóm nghiên cứu làm việc với số tế bào ít hơn đáng kể, đồng thời vẫn phục vụ mục tiêu sàng lọc thuốc. Tế bào gốc ung thư thường được quan tâm trong phát triển thuốc, bởi chúng có thể liên quan đến sự duy trì và tái phát của khối u sau quá trình điều trị. Vì vậy, việc kiểm tra phản ứng của nhóm tế bào này trước thuốc chống ung thư có thể cung cấp thêm thông tin cho quá trình đánh giá hiệu quả điều trị trong nghiên cứu. Droplet array hoạt động dựa trên việc tạo và sắp xếp những giọt mẫu nhỏ, giúp các nhà nghiên cứu tiến hành nhiều phép thử trong không gian hạn chế của chip. Cách tiếp cận này làm giảm lượng tế bào cần sử dụng cho mỗi lần kiểm nghiệm, một lợi thế đáng kể khi mẫu sinh học khó thu thập hoặc chỉ có số lượng hạn chế. Trong các nghiên cứu ung thư, mẫu tế bào thường cần được bảo quản, phân chia và xử lý cẩn thận, nên việc giảm nhu cầu về số lượng có thể hỗ trợ quy trình hiệu quả hơn. Tuy nhiên, thông tin được công bố tập trung vào khả năng sàng lọc của chip, chưa cho biết thiết bị đã được ứng dụng trong điều trị thực tế trên bệnh nhân. Thành công của công trình được đánh giá là một bước tiến đáng chú ý, vì nó mở ra phương án thử nghiệm thuốc trên tế bào gốc ung thư với quy mô mẫu nhỏ hơn. Khi cần kiểm tra nhiều hợp chất hoặc nhiều điều kiện điều trị, yêu cầu về lượng mẫu thấp có thể giúp các nhóm nghiên cứu sử dụng nguồn tế bào hiệu quả hơn. Điều này đặc biệt có ý nghĩa với những mẫu tế bào ung thư quý giá, khó nhân rộng hoặc chỉ thu được từ một lượng mô hạn chế trong quá trình nghiên cứu. Chip sinh học cũng có thể hỗ trợ quá trình so sánh phản ứng giữa các loại tế bào gốc ung thư xuất phát từ những bệnh ung thư khác nhau. Trong nghiên cứu hiện tại, ba nguồn tế bào gồm ung thư vú, ung thư gan và ung thư ruột kết được lựa chọn để đánh giá hiệu quả ứng dụng của Droplet array. Các kết quả này không đồng nghĩa mọi loại thuốc chống ung thư đều có hiệu quả, mà cho thấy con chip có thể trở thành công cụ phục vụ bước kiểm nghiệm ban đầu. Từ dữ liệu thu được, nhà nghiên cứu có thể tiếp tục xác định những hướng thuốc đáng chú ý trước khi chuyển sang các giai đoạn đánh giá sâu hơn. Nhờ khả năng làm việc với chỉ 500 tế bào, Droplet array tạo khác biệt rõ rệt so với yêu cầu 2.500 đến 5.000 tế bào của các phương pháp truyền thống. Sự chênh lệch này cho thấy chip có tiềm năng giảm đáng kể lượng vật liệu sinh học cần thiết trong những thử nghiệm sàng lọc thuốc chống ung thư. Nếu được tiếp tục hoàn thiện, công nghệ có thể góp phần rút ngắn và tối ưu hóa một số bước trong quá trình nghiên cứu, phát triển thuốc tương lai. Dù vậy, cần thêm các nghiên cứu để đánh giá đầy đủ độ tin cậy, khả năng mở rộng và phạm vi ứng dụng của chip trong những điều kiện khác nhau. Công trình của Viện Nghiên cứu Công nghệ Nano và Kỹ thuật Sinh học Singapore vì thế được xem là nền tảng hứa hẹn cho việc sàng lọc, phát triển thuốc chống ung thư sau này.