Các nhà khoa học Anh vừa phát triển loại vật liệu nano thông minh có thể tiêu diệt chế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến bộ phận khác trong cơ thể. ADN của tế bào ung thư luôn chứa gene quy định việc sinh ra tân mạch (mạch máu mới sinh ra trên khối u) nhằm bảo đảm việc được cung cấp đầy đủ chất din...
Các nhà khoa học Anh vừa phát triển loại vật liệu nano thông minh có thể tiêu diệt chế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến bộ phận khác trong cơ thể.
ADN của tế bào ung thư luôn chứa gene quy định việc sinh ra tân mạch (mạch máu mới sinh ra trên khối u) nhằm bảo đảm việc được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng. Quá trình ức chế và tiêu diệt các gene này sẽ ngăn cản khối u sinh ra tân mạch từ đó khống chế việc di căn và giết chết các tế bào ung thư. Đây là xu hướng mới của những nhà nghiên cứu y khoa trên khắp thế giới nhằm tìm ra liệu pháp chữa trị hiệu quả cho căn bệnh được coi là nan y này.
Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Southampton, đứng đầu bởi tiến sĩ vật lý Antonios Kanaras chỉ ra rằng một lượng nhỏ phân tử nano vàng có thể hoạt hóa hoặc ức chế có chọn lọc những gene chi phối việc hình thành mạch máu trên khối u. Từ đó kiểm soát quá trình cung cấp oxy và dinh dưỡng cho hầu hết các tế bào ung thư.
Việc sử dụng các phân tử nano vàng sẽ chỉ tác động có chọn lọc lên các tế bào ung thư. Các tế bào khác bình thường khác trong cùng mô sẽ không bị ảnh hưởng.
Nhóm nghiên cứu tiến một bước xa hơn trong việc kiểm soát mức độ phá hủy lớp màng nội mô (lớp tế bào phía trong của mạch máu) bằng việc sử dụng tia laser. Những tế bào nội mô này lót mặt trong cho tất cả các mạch máu và đóng vai trò then chốt trong việc hình thành mạch máu mới.
Health trích lời tiến sĩ Kanaras cho biết: “Chúng tôi đã phát hiện ra tính năng kép của phân tử nano vàng trong việc kiểm soát quá trình trao đổi chất của tế bào".
"Bằng cách kết hợp chiếu xạ laser, chúng tôi có thể phá hủy các tế bào nội mô từ đó cắt đứt nguồn cung cấp máu cho khối u. Thêm vào đó, các phân tử này cũng tác động đến quá trình trao đổi chất qua màng tế bào giúp tăng khả năng hấp thụ thuốc của cơ thể", ông nói.
Nghiên cứu trên đã góp phần quan trọng trong việc mở ra một xu hướng mới trong công nghệ phẫu thuật nano vốn đang được quan tâm phát triển. Tuy nhiên mục tiêu trước mắt của những nhà khoa học là tập trung hoàn thiện công nghệ chế tạo các phân tử nano để điều khiển quá trình hình thành tân mạch nhằm góp phần vào cuộc chiến chống ung thư.
Ung thư thường phát triển mạnh nhờ khả năng kích thích cơ thể tạo ra những mạch máu mới, đưa oxy và chất dinh dưỡng đến nuôi dưỡng khối u. Những mạch máu này, gọi là tân mạch, giúp tế bào ung thư tiếp tục sinh trưởng, đồng thời tạo điều kiện để bệnh lan rộng sang các vị trí khác. Vì vậy, ngăn chặn quá trình hình thành tân mạch đang trở thành hướng nghiên cứu quan trọng trong nỗ lực kiểm soát căn bệnh vốn được xem là nan y.
Một nhóm khoa học tại Đại học Southampton, Anh, vừa phát triển vật liệu nano thông minh dựa trên các phân tử nano vàng. Công trình do tiến sĩ vật lý Antonios Kanaras dẫn đầu, tập trung vào khả năng tác động có chọn lọc đến những gene điều khiển quá trình tạo mạch máu trên khối u. Theo kết quả được công bố, chỉ một lượng nhỏ phân tử nano vàng cũng có thể hoạt hóa hoặc ức chế những gene này tùy theo mục tiêu nghiên cứu.
Khi các gene liên quan bị ức chế, khối u gặp khó khăn trong việc tạo thêm mạch máu để nhận oxy và dưỡng chất cần thiết. Nguồn cung cấp bị hạn chế khiến nhiều tế bào ung thư suy yếu, đồng thời làm giảm khả năng phát triển và di căn của khối u. Đây là điểm đáng chú ý, bởi phương pháp hướng vào cơ chế nuôi dưỡng ung thư thay vì chỉ tấn công trực tiếp từng tế bào bệnh.
Nhóm nghiên cứu cho biết các phân tử nano vàng có thể tác động chọn lọc lên tế bào ung thư trong cùng một mô. Những tế bào bình thường nằm lân cận được cho là không chịu ảnh hưởng từ tác động này, qua đó mở ra triển vọng hạn chế tổn thương ngoài mục tiêu. Tuy nhiên, công nghệ vẫn cần được hoàn thiện thêm trước khi có thể chuyển thành phương pháp điều trị phổ biến trong y khoa.
Nghiên cứu không chỉ dừng ở việc điều khiển gene tạo tân mạch, mà còn tìm cách phá hủy lớp màng nội mô bằng tia laser. Màng nội mô là lớp tế bào nằm ở mặt trong của mạch máu, đồng thời giữ vai trò then chốt trong quá trình hình thành những mạch máu mới. Khi các tế bào nội mô bị phá hủy có kiểm soát, nguồn máu nuôi khối u có thể bị cắt giảm đáng kể.
Theo tiến sĩ Antonios Kanaras, các phân tử nano vàng sở hữu tính năng kép trong việc kiểm soát quá trình trao đổi chất của tế bào. Một mặt, chúng tác động đến những gene liên quan việc hình thành mạch máu, mặt khác hỗ trợ điều chỉnh hoạt động trao đổi chất qua màng tế bào. Sự kết hợp này có thể làm tăng khả năng hấp thụ thuốc của cơ thể, đồng thời nâng cao hiệu quả tác động tại vùng cần điều trị.
Việc kết hợp phân tử nano vàng với chiếu xạ laser tạo nên cách tiếp cận linh hoạt hơn cho công nghệ phẫu thuật nano. Laser giúp kiểm soát mức độ phá hủy tế bào nội mô, trong khi vật liệu nano hỗ trợ nhắm đến cơ chế sinh học đặc trưng của khối u. Nhờ đó, các nhà khoa học kỳ vọng có thể giảm tác động lên mô lành, dù hiệu quả và độ an toàn vẫn cần được đánh giá qua những nghiên cứu tiếp theo.
Công trình của Đại học Southampton góp phần mở ra một hướng mới trong cuộc chiến chống ung thư, đặc biệt ở lĩnh vực kiểm soát nguồn cung cấp cho khối u. Mục tiêu trước mắt của nhóm nghiên cứu là hoàn thiện công nghệ chế tạo các phân tử nano, giúp điều khiển chính xác hơn quá trình hình thành tân mạch. Nếu đạt được mục tiêu này, vật liệu nano vàng có thể trở thành nền tảng cho những chiến lược điều trị ung thư chọn lọc hơn trong tương lai.