Trong cuộc chiến chống ung thư, một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng là tìm kiếm các giải pháp thay thế an toàn cho hóa trị và xạ trị. Những phương pháp điều trị này tấn công cả tế bào ung thư và tế bào khỏe mạnh, khiến bệnh nhân phải chịu những tác dụng phụ nghiêm trọng.
Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Texas ở Austin và Đại học Porto ở Bồ Đào Nha vừa tiến gần hơn một bước thay thế. Họ đã phát triển các vật liệu có khả năng chuyển đổi ánh sáng cận hồng ngoại, hay NIR, thành nhiệt một cách hiệu quả và an toàn có thể nhắm mục tiêu cao vào các tế bào ung thư. Vật liệu của chúng là oxit thiếc (SnOx) nanoflakes, các hạt nhỏ có độ dày dưới 20 nanomet (một nanomet là một phần nghìn triệu mét).
Phát hiện của nhóm, được công bố trên tạp chí ACS Nano, mang lại hy vọng mới cho việc thiết kế các liệu pháp quang nhiệt, tên được đặt cho các loại phương pháp điều trị dựa trên ánh sáng này.
Liệu pháp quang nhiệt là một thủ tục không xâm lấn làm nóng các tế bào ung thư để tiêu diệt chúng. Nó hoạt động bằng cách xâm nhập vào các tế bào ung thư bằng vật liệu hấp thụ ánh sáng và biến nó thành nhiệt—trong trường hợp này là SnOx các mảnh nano—có thể được thiết kế sao cho chúng tích tụ đặc biệt trong các mô khối u. Sau đó, chúng được nhắm mục tiêu bằng ánh sáng ở bước sóng cung cấp cho các vật liệu này năng lượng cần thiết để tạo ra nhiệt tiêu diệt ung thư nhưng không làm hỏng các mô khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng SnO của họx bông nano có thể cải thiện các loại phương pháp xử lý này bằng cách mang lại hiệu quả nhiệt, khả năng tương thích sinh học và giá cả phải chăng hơn so với các vật liệu khác được sử dụng trong các quy trình đó.
Jean Anne Incorvia, giáo sư kỹ thuật của UT và là một trong những người đứng đầu dự án, cho biết trong một thông cáo báo chí: “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”. “Với sự kết hợp giữa đèn LED và SnOx nanoflakes, chúng tôi đã phát triển một phương pháp nhắm mục tiêu chính xác vào các tế bào ung thư trong khi không chạm tới các tế bào khỏe mạnh.”
Để đánh giá hiệu suất nhiệt của vật liệu mới, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống độc quyền dựa trên đèn LED cận hồng ngoại (NIR-LED) phát ra ánh sáng ở bước sóng 810 nanomet, an toàn cho các mô sinh học. Không giống như các hệ thống laser truyền thống, NIR-LED cung cấp ánh sáng đồng nhất và ổn định hơn, giảm nguy cơ quá nhiệt và yêu cầu đầu tư tối thiểu. Toàn bộ thiết lập thử nghiệm, có khả năng chiếu xạ lên tới 24 mẫu cùng lúc, có giá khoảng 530 USD, khiến nó trở thành một công cụ linh hoạt và giá cả phải chăng cho nghiên cứu y sinh.
Kết quả từ việc chiếu NIR lên SnOx– Tế bào ung thư được điều trị có kết quả đáng khích lệ. UT báo cáo rằng chỉ trong 30 phút tiếp xúc, phương pháp này đã tiêu diệt tới 92% tế bào ung thư da và 50% tế bào ung thư đại trực tràng. Điều này đạt được mà không có bất kỳ tác động có hại nào đến các tế bào da khỏe mạnh, chứng tỏ sự an toàn và chọn lọc của phương pháp này.
