Nhóm các chuyên gia tại Đại học Công nghệ Nanyang Singapore (NUT Singapore) vừa công bố kết quả nghiên cứu về phương pháp tiêu diệt tế bào ung thư mới. Theo bài viết trên website của trường, nhóm tác giả tạo ra hạt nano như “con ngựa thành Troia”, xâm nhập và phá hủy các khối u ác tính mà không cần dùng thuốc.

Cơ chế “bỏ đói” axit amin

Các nhà nghiên cứu tạo ra hạt nano bằng cách phủ lên nó loại axit amin L-phenylalanin. Đây là một trong các axit amin mà tế bào ung thư dựa vào để tồn tại và phát triển. Cơ thể không thể tự tạo L-phenylalanin mà cần hấp thụ từ thực phẩm, thịt, trứng, sữa…

Nhóm nhà khoa học của Đại học Công nghệ Nanyang Singapore nhận thấy cơ chế làm chậm quá trình phát triển của khối u ác tính nhờ cách “bỏ đói” các axit amin. Hiểu một cách đơn giản, bệnh nhân nhịn ăn hoặc kiêng protein có thể làm giảm sự phát triển của tế bào ung thư.

Tuy nhiên, cách làm này đồng thời giết chết các tế bào lành tính, gây suy dinh dưỡng, bào mòn sức khỏe người bệnh.

Nhóm tác giả tại Đại học Công nghệ Nanyang Singapore và công trình Nano-pPAAM mới phát hiện. Ảnh: NTU.

Dựa vào cơ chế “bỏ đói” trên, nhóm nghiên cứu tìm cách khai thác sự phụ thuộc axit amin của các tế bào ung thư. Họ phát hiện cách thay thế phương pháp nhịn ăn. Nhóm lấy một hạt nano silica và phủ lớp L-phenylalanin lên trên. Hạt nano này đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ kiểm định an toàn.

Trong các thí nghiệm với chuột, hạt nano silica phủ L-phenylalanin có tác dụng tiêu diệt những tế bào ung thư hiệu quả. 80% tế bào ung thư vú, dạ dày đã bị tiêu diệt, hiệu quả hơn tác dụng của thuốc hóa trị hiện có như Cisplatin. Ngoài ra, các khối u ở chuột có tế bào ung thư vú cũng giảm đáng kể.

Khi tìm hiểu sâu hơn, nhóm tác giả phát hiện lớp phủ axit amin của Nano-pPAAM đã giúp chúng xâm nhập vào tế bào ung thư dễ dàng. Cơ chế trên dựa vào tế bào vận chuyển axit amin LAT1. Khi vào bên trong tế bào ung thư, Nano-pPAAM kích thích các loại oxy phản ứng (ROS) sản sinh. Đây là một phân tử khiến các u ác tính tự tiêu diệt, không gây ảnh hưởng tế bào lành xung quanh.

Hạt nano mà nhóm tác giả nghiên cứu có đường kính 30 nanomet hoặc nhỏ hơn. Kích thước này nhỏ bằng 30.000 lần so với sợi tóc của người. Nó được đặt tên là “công nghệ Nanoscopic phenylalanine Porous Amino Acid Mimic” hay Nano-pPAAM.

Phương pháp nhiều triển vọng

Phát hiện của nhóm được công bố trên tạp chí Small , hứa hẹn nhiều liệu pháp nano điều trị ung thư trong tương lai.

Ông Dalton Tay (Trường Materials Science and Engineering, Singapore) - đồng tác giả của nghiên cứu - cho hay: “Bản chất của Nano-pPAAM là không cần được kích hoạt bới bất kỳ kích thích bên ngoài nào. Axit amin L-phenylalanine hoạt động như một "con ngựa Troia’, là vỏ bọc che đậy cho liệu pháp nano bên trong xâm nhập và tiêu diệt tế bào ác tính”.

Theo ông Dalton Tay, phương pháp của họ giúp đơn giản hóa cách điều trị, vượt qua nhiều rào cản công nghệ và hạn chế các ảnh hưởng của thuốc chữa ung thư hiện có.

Các hạt Nano-pPAAM có kích thước siêu nhỏ. Ảnh: NTU.

Đồng tác giả, PGS Tan Nguan Soon (Đại học Công nghệ Nanyang Singapore) cho biết: “Với phương pháp điều trị bằng thuốc hiện nay, các bệnh nhân ung thư phải đối mặt vấn đề bệnh tái phát. Nó khiến việc điều trị trở nên khó khăn hơn bởi cơ thể kháng thuốc khi tái mắc ung thư”.

Chiến lược của nhóm không cần bất kỳ thuốc hỗ trợ nào. Đặc tính độc đáo của các hạt nano làm giảm thiểu tối đa ảnh hưởng tới tế bào lành tính khác, chỉ tập trung tiêu diệt u ác tính.

Đánh giá về cách tiếp cận trên của nhóm tác giả Đại học Công nghệ Nanyang Singapore, PGS Tan Ern Yu, chuyên gia về ung thư vú tại Bệnh viện Tan Tock Seng, cho biết: "Phương pháp mới này hứa hẹn nhiều triển vọng trong điều trị ung thư, nhất là những trường hợp không đáp ứng hóa trị. Tuy nhiên, nhóm cần đánh giá cẩn trọng khả năng nhạy cảm của tế bào ung thư. Nó có thể phát hiện ‘con ngựa thành Troia’ và khiến phương pháp này thất bại”.

Hiện tại, các nhà khoa học của Đại học Công nghệ Nanyang Singapore tìm cách cải tiến cấu trúc hạt Nano-pPAAM. Họ kỳ vọng nó sẽ nhắm mục tiêu các khối u chính xác và cụ thể hơn, từ đó tăng hiệu quả điều trị. Đại diện nhóm cho hay họ sẽ kết hợp cách khác như liệu pháp miễn dịch để đạt kết quả mong muốn.