Hạt nano vàng đưa điều trị ung thư lên tầm cao mới với công nghệ hình ảnh

Hãy tưởng tượng nếu các bác sĩ có thể nhìn thấy chính xác nơi thuốc ung thư di chuyển bên trong cơ thể bạn, thời gian nó lưu lại và liệu nó có đến được khối u một cách hiệu quả hay không.

Điều này có thể giúp các phương pháp điều trị trở nên an toàn và chính xác hơn, dẫn đến kết quả tốt hơn cho bệnh nhân ung thư.

Các nhà khoa học Nhật Bản đã phát triển một phương pháp mới để thực hiện điều đó bằng cách sử dụng các hạt vàng siêu nhỏ và một kỹ thuật đặc biệt gọi là kích hoạt neutron.

Phương pháp này cho phép các bác sĩ theo dõi thuốc ung thư bên trong cơ thể trong thời gian dài hơn, giúp cải thiện việc phân phối thuốc và hiệu quả điều trị.

Hình ảnh minh họa kỹ thuật số về một tế bào ung thư đang bị tấn công. Ảnh: iStock

Vượt qua giới hạn của kỹ thuật hình ảnh truyền thống

Các phương pháp hình ảnh thông thường thường sử dụng các chất đánh dấu bên ngoài như thuốc nhuộm huỳnh quang và đồng vị phóng xạ để phát hiện các hạt nano.

Tuy nhiên, những chất đánh dấu này có xu hướng tách khỏi các hạt nano trong quá trình lưu thông, dẫn đến kết quả không chính xác và khả năng hiển thị hạn chế.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Waseda đã trực tiếp biến đổi các hạt nano vàng (AuNPs), khiến chúng có thể phát hiện được thông qua tia X và tia gamma mà không cần dựa vào các chất đánh dấu bên ngoài.

Bằng cách cho các hạt nano vàng ổn định (197Au) tiếp xúc với bức xạ neutron, các nhà nghiên cứu đã chuyển đổi chúng thành dạng phóng xạ (198Au).

Dạng mới này phát ra tia gamma, có thể được phát hiện từ bên ngoài cơ thể.

Theo Giáo sư Jun Kataoka từ Đại học Waseda, kỹ thuật này thay đổi vật liệu ở cấp độ nguyên tử mà không làm thay đổi các tính chất hóa học của nó, cho phép theo dõi liền mạch mà không ảnh hưởng đến hiệu quả của các hạt nano.

Theo dõi phân bố thuốc ung thư với độ chính xác cao hơn

Để kiểm tra hiệu quả của kỹ thuật hình ảnh mới này, các nhà nghiên cứu đã tiêm AuNPs đã được kích hoạt neutron vào chuột mang khối u.

Một hệ thống hình ảnh chuyên dụng đã theo dõi thành công các hạt nano, xác nhận khả năng cung cấp giám sát lâu dài về phân bố thuốc.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã khám phá cách phương pháp này có thể được sử dụng để theo dõi một loại thuốc điều trị ung thư được gọi là astatine-211 (211At).

Loại thuốc phóng xạ này phát ra các hạt alpha và tia X, nhưng hiệu quả của nó bị hạn chế do thời gian bán hủy ngắn chỉ 7,2 giờ. Để vượt qua giới hạn này, nhóm nghiên cứu đã gắn nhãn 211At với AuNPs đã được kích hoạt neutron, tạo thành AuNPs 211At-được gắn nhãn (198Au).

Sự hiện diện của 198Au kéo dài khả năng theo dõi thuốc lên đến năm ngày, nhờ vào thời gian bán hủy dài hơn là 2,7 ngày.

Bước đột phá này đảm bảo rằng các nhà khoa học có thể theo dõi chuyển động của thuốc trong cơ thể theo thời gian thực, giúp cải thiện độ an toàn và hiệu quả của thuốc trong điều trị ung thư.

Tương lai của giám sát điều trị ung thư

Theo dõi quá trình phân phối thuốc theo thời gian thực là một bước tiến lớn trong lĩnh vực hình ảnh y tế, đặc biệt là đối với điều trị ung thư.

Nhóm nghiên cứu tin rằng kỹ thuật kích hoạt neutron của họ có thể được mở rộng để theo dõi các hệ thống phân phối thuốc dựa trên hạt nano khác nhau.

Theo Phó Giáo sư Yuichiro Kadonaga từ Đại học Osaka, bước tiếp theo là tinh chỉnh độ phân giải hình ảnh và khám phá những cách thức mới để áp dụng hình ảnh kích hoạt neutron trong các ứng dụng y sinh khác nhau.

Với những cải tiến hơn nữa, phương pháp sáng tạo này có tiềm năng trở thành một công cụ lâm sàng được sử dụng rộng rãi, cho phép giám sát thuốc chính xác hơn và nâng cao các liệu pháp ung thư mục tiêu.

Bước đột phá này, được công bố trong một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Applied Physics Express, nhấn mạnh cách công nghệ kích hoạt neutron có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi trong điều trị ung thư.

Việc cho phép theo dõi các hạt nano điều trị lâu dài và chính xác hơn mở ra con đường cho các liệu pháp ung thư an toàn và hiệu quả hơn trong tương lai.

Theo tạp chí Điện tử và Ứng dụng