Sử dụng công nghệ nano để tăng tốc độ kiểm nghiệm thuốc

Một nhóm nhà khoa học do phó giáo sư Swadeshmukul Santra thuộc Đại học Trung tâm Florida, Hoa Kỳ, dẫn đầu đã phát triển công nghệ nano nhằm tăng tốc quá trình kiểm nghiệm thuốc điều trị ung thư. Trung tâm của công nghệ là những chấm lượng tử điện tử, thường được gọi là Qdots, có khả năng phát sáng khi thuốc được tích hợp thiết bị thăm dò tiếp xúc với tế bào ung thư. Kết quả nghiên cứu dự kiến được đăng tải trực tuyến trong tháng trên tạp chí Biomaterials, mở ra phương pháp mới giúp quan sát thuốc rõ ràng hơn trong quá trình thử nghiệm. Các nhà nghiên cứu chế tạo thiết bị thăm dò từ những chấm lượng tử điện tử bán dẫn, vật liệu có kích thước cực nhỏ cùng cấu trúc tinh thể đặc biệt. Nhờ đặc điểm này, Qdots sở hữu nhiều tính chất quang học và điện tử đáng chú ý khi bị kích thích bởi những điều kiện phù hợp trong phòng thí nghiệm. Những thuộc tính riêng biệt đó giúp các chấm lượng tử tạo ra hình ảnh ổn định, đáng tin cậy, kể cả trong các môi trường ánh sáng đặc biệt thường gây khó khăn cho việc quan sát. Thiết bị thăm dò được thiết kế với cả thành phần quang học lẫn từ tính, cho phép nhóm nghiên cứu theo dõi thuốc bằng kính hiển vi hoặc phương pháp cộng hưởng từ MRI. Khi được kích thích trong điều kiện ánh sáng đặc biệt hoặc dưới tác dụng của MRI, thiết bị sẽ phát ra ánh sáng màu đỏ hồng, báo hiệu vị trí cần quan sát. Tín hiệu này giúp các nhà khoa học nhận biết nơi thuốc đã được chuyển giao, đồng thời đánh giá lượng thuốc đến đúng khu vực tế bào ung thư cần điều trị. Thông tin về vị trí và liều lượng thuốc vốn rất quan trọng, bởi hiệu quả điều trị phụ thuộc lớn vào khả năng đưa thuốc đến đúng mục tiêu trong cơ thể. Trong các thử nghiệm hiện nay, việc quan sát đồng thời nhiều tín hiệu thường gặp trở ngại do hình ảnh chồng lấn, khiến quá trình phân tích trở nên phức tạp. Với kỹ thuật dùng Qdots, các hình ảnh có thể nằm chồng lên nhau mà không làm mất tín hiệu quang học hoặc tín hiệu MRI thu được từ thiết bị. Khả năng bảo toàn tín hiệu giúp nhà nghiên cứu theo dõi nhiều thông tin trong cùng một lần kiểm tra, thay vì phải thực hiện riêng rẽ nhiều quy trình khác nhau. Từ các hình ảnh thu được, nhóm nghiên cứu có thể đo kích thước khối u và xác định số lượng tế bào ung thư đang phát sáng. Những dữ liệu này được đối chiếu với các chỉ số ban đầu của khối u trước điều trị, qua đó cho thấy thuốc đã tạo ra thay đổi ở mức độ nào. Việc so sánh trước và sau điều trị giúp đánh giá trực tiếp hơn hiệu quả của thuốc, thay vì chỉ dựa vào những dấu hiệu khó quan sát bằng phương pháp thông thường. Đặc biệt, kỹ thuật mới cung cấp cách xác định và đánh giá khả năng tác động của thuốc đặc trị lên những mục tiêu cụ thể trong khối u. Đây là điểm đáng chú ý, bởi thuốc có thể được theo dõi đồng thời về vị trí phân bố, liều lượng chuyển giao và phản ứng của tế bào ung thư. So với các quy trình đang được sử dụng để loại bỏ khối u ung thư, phương pháp này được các nhà nghiên cứu đánh giá là dễ thực hiện hơn. Công nghệ cũng có thể rút ngắn thời gian xác định thuốc hoạt động hiệu quả ra sao trên cơ thể động vật trong giai đoạn kiểm nghiệm. Thời gian đánh giá ngắn hơn giúp nhóm nghiên cứu nhanh chóng thu thập dữ liệu, nhận diện kết quả điều trị và tiếp tục điều chỉnh hướng phát triển thuốc. Dù vậy, nghiên cứu trong bài tập trung vào khả năng hỗ trợ quan sát và đánh giá thuốc, không phải trực tiếp thay thế các phương pháp điều trị ung thư hiện có. Giá trị nổi bật của Qdots nằm ở việc biến quá trình theo dõi vốn khó nhìn thấy thành những tín hiệu hình ảnh rõ ràng, có thể đo lường bằng thiết bị chuyên dụng. Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia và Viện Y tế Quốc gia Hoa Kỳ, hai tổ chức hỗ trợ các công trình khoa học và y học tại Hoa Kỳ.