Các nhà khoa học "teleport" nano vàng vào tế bào ung thư và tiêu diệt chúng từ bên trong

Vàng không chỉ là một món đồ trang sức, chúng còn có thể trở thành vũ khí chống lại ung thư. Trong một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Nature Communication, các nhà khoa học Mỹ cho biết họ đã tìm ra một cách để tổng hợp được những hạt nano vàng ngay bên trong những khối u ác tính.

Có thể hình dung đó như một chiến lược " teleport " những người lính vào sào huyệt của địch. Những hạt nano vàng ở bên trong khối u có thể "chỉ điểm" giúp các bác sĩ định vị ung thư bằng X quang.

Sau đó, nếu chiếu laser hoặc hồng ngoại vào vị trí này, hạt nano vàng có thể nóng lên và đốt cháy khối u ngay từ bên trong.

Nghiên cứu được dẫn đầu bởi giáo sư kỹ thuật hóa học Dipanjan Pan tại Đại học Maryland. Ông cho biết con người đã biết sử dụng nano vàng trong trị liệu từ thế kỷ 18. Muốn làm vậy, các nhà khoa học phải biết biến vàng từ dạng chất rắn xuống dạng nano (có kích thước từ 1-100 nm) và có tương thích sinh học.

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, quá trình tổng hợp nano vàng đòi hỏi các tiền chất ion và các chất khử phải chịu được rất nhiều điều kiện phản ứng khác nhau, bao gồm nhiệt độ cao, pH mạnh và thời gian phản ứng kéo dài.

Kế đó sau khi đã có được những "chiến binh" nano vàng, các nhà khoa học còn phải tìm cách đưa chúng được vào bên trong tế bào khối u ung thư. Nhiều chiến lược đã được đưa ra bao gồm gắn chúng vào protein hoặc cho nano vàng đi nhờ trên các tế bào miễn dịch.

Tuy nhiên, giáo sư Dipanjan Pan và các cộng sự nghĩ rằng họ không cần tới hai bước để làm điều này. Trong nghiên cứu của ông, các hạt nano vàng có thể được tổng hợp trực tiếp bên trong khối u mà không cần tới thiết bị hoặc điều kiện phòng thí nghiệm.

Chính tế bào ung thư và các phản ứng sinh hóa của nó có thể được lợi dụng để trở thành một phòng thí nghiệm thu nhỏ, nơi sản xuất ra những hạt nano vàng quay lại tiêu diệt chúng.

Để làm được điều này, giáo sư Dipanjan Pan đã sử dụng một chiến lược "teleport" hóa học. Trong đó, ông ấy đã có sẵn các hạt nano vàng trong phòng thí nghiệm. Các hạt nano này được hòa tan vào dung dịch polyethylene glycol để tạo ra vàng ion - về cơ bản là muối vàng trong chất lỏng.

Muối vàng này sau đó được tiêm vào tế bào ung thư – nơi có sẵn các phân tử sinh học đóng vai trò chất khử có thể khử muối vàng về dạng vàng nano ban đầu. Cả quá trình được giáo sư Dipanjan Pan chứng minh là chỉ mất 30 phút, nhanh hơn rất nhiều so với các phương pháp đưa nano vàng vào tế bào có thể mất tới 24 giờ đồng hồ.

"Chúng tôi đã phát triển một hệ thống độc đáo trong đó các phân tử nano vàng được khử bởi các phân tử sinh học tế bào và những phân tử này có thể giữ nguyên chức năng của chúng", nhóm nghiên cứu giải thích.

Các hạt nano vàng lúc này đã có mặt bên trong tế bào ung thư và có thể giúp các nhà khoa học chỉ điểm chúng dưới phim X-quang. Nhóm nghiên cứu cho biết những hạt nano vàng này thậm chí có thể hình thành ngay trong nhân tế bào, nơi có DNA ung thư.

Cho nên bằng biện pháp quang nhiệt, họ có thể chiếu laser hoặc hồng ngoại vào vị trí các khối u chứa nano vàng đã được nhìn thấy trên phim X-quang. Tế bào ung thư khi đó sẽ bị phá hủy ngay từ bên trong.

Laser có thể tiêu diệt tế bào ung thư có hạt nano vàng bên trong bằng biện pháp quang nhiệt. Trong đó, các hạt nano vàng sẽ bị làm nóng nhanh hơn mô mềm. Chúng sẽ tiêu diệt tế bào ung thư khi các mô mềm khác chỉ ấm lên một chút.

Để chứng minh sự khả thi của phương pháp điều trị này, giáo sư Dipanjan Pan đã thực hiện một thí nghiệm trên chuột. Ông cùng nhóm nghiên cứu đã "teleport" những hạt nano vàng vào bên trong một khối u chứa tế bào ung thư người phát triển trong cơ thể chuột sau đó chiếu laser vào chúng.

Kết quả chỉ sau 2 ngày điều trị, khối u trên những con chuột đã thu nhỏ. Và chúng biến mất hoàn toàn sau một tuần trị liệu.

Trong so sánh với các phương pháp sử dụng nano vàng khác, chiến lược điều trị mới của giáo sư Dipanjan Pan có rất nhiều ưu điểm. Nó sử dụng ít tiền chất (muối vàng và chất khử) hơn, tạo ra hiệu quả thâm nhập cao hơn.

"Teleport" nano vàng cũng có thể nhắm mục tiêu tốt hơn đến các khối u ung thư, với các chất khử riêng biệt mà chỉ tế bào ung thư mới tạo ra. Nhờ đó, các tế bào khỏe mạnh sẽ không bị ảnh hưởng bởi quá trình điều trị.

Giáo sư Dipanjan Pan cho biết ông và nhóm nghiên cứu của mình sẽ còn tiếp tục cải tiến phương pháp điều trị này. Mục tiêu tiếp theo là mở rộng các hình thái nano vàng có thể được tổng hợp nội bào trong khối u ung thư.

Tiếp đó, họ cũng cần đánh giá tính an toàn của các hạt nano và hợp chất muối vàng khi tồn tại lâu dài trong cơ thể trước khi đưa nó trở thành một phương pháp điều trị chính thức.

Tham khảo Futurism