Chip cảm biến phát hiện ung thư

Các nhà khoa học Mỹ vừa chế tạo thành công một thiết bị cảm biến âm thanh có khả năng nhận ra chỉ dấu sinh học của ung thư. Sáng chế này góp phần nâng cao hiệu quả phát hiện và chẩn đoán nhiều bệnh ung thư khác nhau.

Nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thiết bị cảm biến dùng cho nghiên cứu và thực hành lâm sàng, các chuyên gia thuộc Viện Công nghệ Georgia (Georgia Tech), Hoa Kỳ, đã sáng chế một loại mạch điện tử siêu nhỏ (chip), được đặt tên là ACuRay (ACoustic micro-arRay), có khả năng phát hiện nhiều loại phân tử khác nhau.

Theo nhóm nghiên cứu, ACuRay là một công cụ phát hiện chỉ dấu sinh học của ung thư, tức là những dấu hiệu phân tử chỉ ra sự hiện diện của các khối ung thư. Thiết bị này bao gồm nhiều điện cực được cấy vào bề mặt của một màng oxyt kẽm mỏng, giúp thiết bị tạo ra xung động khi có một dòng điện chạy qua.

Với độ tinh nhạy cao, ACuRay có thể trở thành một công cụ phổ biến, hữu hiệu và ít tốn kém trong việc phát hiện và chẩn đoán ung thư. (Ảnh: AACR)

Nhóm nghiên cứu của Georgia Tech đã tráng lên bề mặt lớp oxyt kẽm này những kháng thể đặc hiệu đối với mesothelin – một loại protein gắn kết vào bề mặt tế bào trong các bệnh u trung biểu mô, ung thư buồng trứng, ung thư tuyến tiền liệt và các bệnh ung thư khác.

Khi áp bề mặt của ACuRay vào cơ thể bệnh nhân, nó sẽ phát hiện được sự hiện diện – dù ở một nồng độ cực thấp – của chất mesothelin, một chỉ dấu sinh học có liên quan đến nhiều bệnh ung thư.

Khi mesothelin gắn kết vào một kháng thể, khối lượng tăng thêm sẽ làm thay đổi tần số sóng âm truyền đi giữa các điện cực trên bề mặt của ACuRay, và thiết bị này sẽ “nghe” được sự biến đổi về âm vực được tạo ra bởi một số lượng cực nhỏ những phân tử nano của mesothelin đang gắn kết với kháng thể trên bề mặt của chip.

Kỹ sư Anthony Dickherber, thành viên nhóm nghiên cứu, phát biểu: “Bộ cảm biến này được thiết kế tương tự như một loại chip vi tính và có thể được sản xuất đại trà theo kỹ thuật vi điện tử nổi tiếng và ít tốn kém hiện nay”.

Theo ông, ACuRay có khả năng tiềm tàng trong việc phát hiện các chỉ dấu sinh học thậm chí ở mức thấp hơn mức đã được ghi nhận trong nghiên cứu này.

Ông phấn khởi nói: “Chúng tôi hy vọng một ngày nào đó, các bác sĩ có thể sử dụng một hệ thống cảm biến của chúng tôi như là một phương tiện xét nghiệm – như thử máu chẳng hạn, để phát hiện và giám sát các dấu hiệu của ung thư”.

Theo bác sĩ - nghiên cứu sinh tiến sĩ Christopher Corso, thành viên nhóm nghiên cứu, ACuRay sẽ mang lại lợi ích thiết thực trong công tác chăm sóc sức khỏe, vì nó giúp các bác sĩ dò tìm các dấu hiệu của ung thư trước khi áp dụng những kỹ thuạt chẩn đoán gây xâm lấn và tốn kém hơn.

Giáo sư tiến sĩ William D. Hunt của Georgia Tech, trưởng nhóm nghiên cứu, phát biểu: “ACuRay thực sự là một giải pháp cho việc phát hiện chỉ dấu sinh học đầy phức tạp. Với thiết bị nhỏ bé này – có kích thước như đầu của cây bút bi, chúng tôi có thể khám phá nhiều chỉ dấu sinh học khác nhau cho một bệnh duy nhất”.

Ông nhấn mạnh: “Với độ tinh nhạy cao, chip cảm biến ACuRay có thể trở thành một công nghệ phổ biến, hữu hiệu và ít tốn kém cho các nhà nghiên cứu, bác sĩ và các chuyên gia thí nghiệm lâm sàng”.

Nghiên cứu này đã được công bố tại Hội nghị quốc tế lần thứ 2 mang tên “Chẩn đoán bằng phân tử trong việc phát triển các liệu pháp chống ung thư”, do Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ tổ chức gần đây ở Atlanta, bang Georgia.

Quang Thịnh