Các nhà khoa học đã phát triển một liệu pháp ung thư mới sử dụng ánh sáng LED và các mảnh thiếc siêu nhỏ để tiêu diệt tế bào ung thư mà vẫn bảo vệ tế bào khỏe mạnh. Phương pháp này hướng tới việc loại bỏ những tác dụng phụ đau đớn thường thấy ở hóa trị và các phương pháp điều trị truyền thống khác.
Đột phá này đến từ sự hợp tác giữa Đại học Texas tại Austin và Đại học Porto (Bồ Đào Nha), thông qua Chương trình UT Austin Portugal. Phát minh có thể giúp liệu pháp điều trị ung thư bằng ánh sáng trở nên dễ tiếp cận hơn, qua việc loại bỏ yếu tố chi phí vật liệu cao, yêu cầu cơ sở vật chất chuyên biệt, và nguy cơ laser làm tổn thương mô khỏe mạnh.
Thay vì dùng laser, các nhà nghiên cứu sử dụng ánh sáng LED kết hợp với hợp chất nhắm mục tiêu tế bào ung thư gọi là “SnOx nanoflakes” (Sn là ký hiệu hóa học của thiếc). Sự kết hợp này có thể mở đường cho các liệu pháp ung thư an toàn hơn, rẻ hơn và dễ dàng hơn.
“Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một phương pháp điều trị không chỉ hiệu quả mà còn an toàn và dễ tiếp cận,” giáo sư Jean Anne Incorvia thuộc Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính Chandra Family, Trường Kỹ thuật Cockrell (Đại học Texas tại Austin), đồng lãnh đạo dự án, cho biết. “Với sự kết hợp giữa ánh sáng LED và các mảnh SnOx, chúng tôi đã phát triển được một phương pháp nhắm chính xác vào tế bào ung thư mà không làm ảnh hưởng đến tế bào khỏe mạnh.”
Liệu pháp này, được đăng tải trên tạp chí ACS Nano, cho thấy hiệu quả nổi bật trong việc tiêu diệt tế bào ung thư da và ung thư đại trực tràng. Chỉ sau 30 phút chiếu sáng, liệu pháp đã tiêu diệt tới 92% tế bào ung thư da và 50% tế bào ung thư đại trực tràng, mà không gây ảnh hưởng xấu đến tế bào da khỏe mạnh, chứng minh được tính an toàn và chọn lọc cao của phương pháp.
Khai thác sức mạnh của ánh sáng
Ung thư là nguyên nhân gây tử vong lớn thứ hai trên thế giới, và việc điều trị vẫn là thách thức khó vượt qua. Các nhà nghiên cứu trên toàn cầu đang tìm kiếm những giải pháp thay thế, trong đó liệu pháp quang – nhiệt cận hồng ngoại (near-infrared photothermal therapy) trong chương trình hợp tác nêu trên được xem là đầy hứa hẹn. Đây là nền tảng của công trình nghiên cứu mới giữa Mỹ và Bồ Đào Nha, sử dụng ánh sáng để làm nóng chọn lọc tế bào ung thư đến mức chúng bị tiêu diệt, thay thế cho phẫu thuật xâm lấn hoặc thuốc hóa trị độc hại.
Sau khi chứng minh được tính hiệu quả của công nghệ, nhóm nghiên cứu đặt ra mục tiêu phát triển các thiết bị y tế để đưa công nghệ này đến tay bác sĩ và bệnh nhân.
“Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là giúp công nghệ này tiếp cận được bệnh nhân ở mọi nơi, đặc biệt là ở những khu vực hạn chế về thiết bị chuyên dụng — với ít tác dụng phụ hơn và chi phí thấp hơn,” nhà nghiên cứu Artur Pinto thuộc Khoa Kỹ thuật, Đại học Porto, trưởng nhóm nghiên cứu tại Bồ Đào Nha, chia sẻ. “Đối với ung thư da, chúng tôi hình dung rằng một ngày nào đó, việc điều trị có thể được thực hiện ngay tại nhà. Một thiết bị di động có thể đặt lên da sau phẫu thuật để chiếu sáng và tiêu diệt các tế bào ung thư còn sót lại, giúp giảm nguy cơ tái phát.”
Hệ thống LED cận hồng ngoại tùy chỉnh của nhóm nghiên cứu kích hoạt các mảnh SnOx, làm nóng và vô hiệu hóa tế bào ung thư (màu xanh: tế bào sống; màu đỏ: tế bào bị tiêu diệt bởi liệu pháp quang – nhiệt). Ảnh: The University of Texas at Austin.
Giáo sư Jean Anne Incorvia và Artur Pinto tại một phòng thí nghiệm ở Bồ Đào Nha. Ảnh: The University of Texas at Austin.
