Các nhà khoa học tại RIKEN Nhật Bản phát triển kỹ thuật xạ trị các loại ung thư khác nhau bằng phương pháp tạo ra bức xạ alpha trong các tế bào ung thư để tiêu diệt mà không làm tổn hại đến các mô khỏe mạnh.
Nhóm nghiên cứu do GS Katsunori Tanaka tại Cụm nghiên cứu tiên phong RIKEN “Cluster for Pioneering Research” (CPR) Nhật Bản và Hiromitsu Haba tại Trung tâm khoa học Máy gia tốc hạt nhân RIKEN Nishina (RNC) phát triển một kỹ thuật mới, có khả năng điều trị tổng quát một số loại ung thư với ít tác dụng phụ tiêu cực hơn so với các phương pháp hiện nay.
Điều trị ung thư bằng xạ trị trong các tế bào. (Ảnh minh họa SciTech Daily)
SciTech Daily dẫn báo cáo khoa học được công bố vào ngày 27/6 trên tạp chí Khoa học Hóa học cho biết, nhóm nhà khoa học Nhật Bản trong một nghiên cứu chỉ ra rằng khối u ở chuột phát triển nhỏ hơn gần 3 lần và tỷ lệ sống sót là 100% chỉ sau một lần tiêm hợp chất. Hợp chất này được thiết kế để phát ra một lượng nhỏ bức xạ alpha từ bên trong tế bào ung thư, nhờ đó tiêu diệt các tế bào ung thư nhưng không gây hại cho các mô khỏe mạnh.
Những tác dụng phụ của phương pháp hóa trị liệu và xạ trị tiêu chuẩn có thể tàn phá sức khỏe người bệnh, đồng thời khả năng loại bỏ tất cả các tế bào ung thư trong cơ thể không được đảm bảo, đặc biệt khi ung thư đã di căn và lan rộng khắp cơ thể.
Chính vì vậy, mục tiêu của hầu hết những nghiên cứu hiện nay là tìm ra phương pháp nhắm mục tiêu cụ thể vào những tế bào ung thư để phương pháp điều trị chỉ tác động đến các khối u. Một số phương pháp điều trị nhắm mục tiêu đang được áp dụng, nhưng không thể cho tất cả các bệnh ung thư.
GS Tanaka cho biết: “Một trong những ưu điểm lớn nhất của phương pháp mới mà chúng tôi đề xuất là có thể được sử dụng để điều trị nhiều loại ung thư mà không cần bất kỳ vectơ nhắm mục tiêu đánh dấu điểm lựa chọn nào như kháng thể hoặc peptide”.
Sơ đồ sử dụng 2,6-diisopropylphenyl azide (ADIPA) được đánh dấu phóng xạ 211At cho liệu pháp hạt alpha nhắm mục tiêu (TAT). (Ảnh: RIKEN).
Kỹ thuật mới được phát triển trên hóa học cơ bản, khai thác xu hướng các tế bào ung thư tích lũy một hợp chất gọi là acrolein và đưa vào tế bào ung thư một phân tử, đồng vị phóng xạ astatine-211, phát ra bức xạ alpha khi phân rã.
Vài năm trước, nhóm của GS Tanaka đã sử dụng một kỹ thuật tương tự để phát hiện những tế bào ung thư vú riêng lẻ. Các nhà khoa học gắn một hợp chất huỳnh quang với một loại azide (phân tử giàu năng lượng) cụ thể, một phân tử hữu cơ có một nhóm 3 nguyên tử nitơ (N3) cuối.
Khi azide và acrolein gặp nhau trong tế bào ung thư, những chất này sẽ phản ứng và hợp chất huỳnh quang sẽ được neo vào những cấu trúc bên trong tế bào ung thư. Vì acrolein hầu như không có trong các tế bào khỏe mạnh nên kỹ thuật này hoạt động giống như một đầu dò khiến các tế bào ung thư phát sáng trong cơ thể.
Trong nghiên cứu mới, thay vì chỉ đơn giản là phát hiện các tế bào ung thư, nhóm nghiên cứu đã đặt mục tiêu tiêu diệt các tế bào đó. Logic đơn giản. Thay vì gắn azide vào hợp chất huỳnh quang, nhóm nghiên cứu gắn chất hữu cơ với một chất phóng xạ có thể tiêu diệt tế bào mà không gây hại cho những tế bào xung quanh.
Nhóm nhà khoa học lựa chọn astatine-211, đồng vị phóng xạ phát ra một lượng nhỏ bức xạ dưới dạng hạt alpha khi phân rã trong khoảng thời gian hơn 8 giờ. So với những phương thức xạ trị khác, các hạt alpha nguy hiểm hơn một chút, nhưng các hạt này chỉ có thể di chuyển khoảng 1/20 mm và có thể bị chặn lại bởi một mảnh giấy. Theo lý thuyết, khi astatine-211 neo vào bên trong tế bào ung thư, những hạt alpha phát ra sẽ phá hủy các tế bào ung thư.
Sau khi nhóm nghiên cứu tìm ra phương tốt nhất để gắn astatine -211 vào đầu dò azide, nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm chứng minh khái niệm để kiểm tra lý thuyết của mình.
Nhóm nghiên cứu đã cấy các tế bào khối u phổi của người vào chuột, tiến hành thử nghiệm phương pháp điều trị theo 3 điều kiện: chỉ cần tiêm astatine-211 vào khối u, tiêm mẫu dò astatine-211-azide vào khối u và tiêm mẫu dò astatine-211-azide vào máu.
Nhóm nhà khoa học nhận ra rằng, nếu không nhắm đến mục tiêu, các khối u tiếp tục phát triển và chuột không thể sống sót. Đúng như dự đoán, khi đầu dò azide được sử dụng, các khối u phát triển chậm gần 3 lần, nhiều con chuột thí nghiệm sống sót hơn, 100% khi được tiêm vào khối u và 80% khi được tiêm vào máu.
Ông Tanaka nhấn mạnh: “Chúng tôi phát hiện được, chỉ một lần tiêm khối u với 70 kBq chất phóng xạ là cực kỳ hiệu quả trong điều trị nhắm mục tiêu ung thư và tiêu diệt các tế bào khối u. “Ngay cả khi tiêm hợp chất điều trị vào máu, chúng tôi vẫn có thể đạt được kết quả tương tự. Kết quả này có nghĩa là chúng ta có thể sử dụng phương pháp tiêm vào máu để điều trị ung thư giai đoạn rất sớm ngay cả khi chúng ta không biết rõ khối u ở đâu”.
Phiên bản đầu dò huỳnh quang của kỹ thuật này đã được thử nghiệm trong các thí nghiệm lâm sàng như một phương pháp để phát hiện và chẩn đoán ung thư ở cấp độ tế bào. Giai đoạn nghiên cứu tiếp theo là tìm đối tác và bắt đầu thử nghiệm lâm sàng, sử dụng phương pháp mới điều trị ung thư trên cơ thể con người.