Phát hiện ung thư trong vòng 10 - 20 phút
PGS. TS Bùi Thanh Tùng, Khoa Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội cho biết sản phẩm này được nghiên cứu từ năm 2016.
Có kích thước tương đương một chiếc USB thông thường, phòng thí nghiệm trên con chip (Lab-on-a-chip) này sử dụng công nghệ vi lưu.
Nó bơm một lượng mẫu xét nghiệm nhỏ vào các kênh dẫn tới buồng phản ứng có đường kính 500 micromet (tương đương gấp 5 lần đường kính sợi tóc).
Buồng này có chứa các chế phẩm sinh học đặc hiệu để bắt cặp với các tế bào ung thư phổi có trong máu. Điện dung vi sai giữa các điện cực, cảm biến trở kháng của hệ thống sẽ đo xem trong buồng phản ứng có bao nhiêu liên kết bắt cặp, từ đó xác định được lượng tế bào A549 có trong mẫu xét nghiệm
Chủ nhiệm đề tài, GS.TS Chử Đức Trình, Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội cũng cho biết, mục đích ban đầu của nghiên cứu là làm ra một thiết bị có thể chẩn đoán sớm ung thư đơn giản, thuận tiện và ít tốn kém.
Trong thập kỷ qua, phương pháp ‘sinh thiết lỏng’ (liquid biopsy) - tức xét nghiệm máu để phát hiện ung thư – đã trở thành một hướng đi mới được các phòng thí nghiệm và nhiều công ty thiết bị y tế lớn trên thế giới quan tâm.
Các chỉ dấu sinh học do khối u tiết vào máu là dấu hiệu quan trọng giúp phát hiện bệnh ngay cả khi chúng chưa tiến triển.
Phương pháp này tỏ ra đơn giản và nhạy tương đương so với những phương pháp xét nghiệm ung thư chuẩn hóa như lấy mô sinh thiết, siêu âm hoặc chụp cắt lớp.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học tập trung vào một dạng tế bào ung thư phổi là A549. Dựa trên nguyên lý bắt cặp ổ khóa - chìa khóa, họ chế tạo ra các đầu dò sinh học (aptamer) khớp được với tế bào bệnh A549 nhưng không nhận biết nhầm tế bào phổi lành.
Kết quả thử nghiệm với các mẫu chuẩn in vitro cho thấy thiết bị có độ đặc hiệu 95% và độ nhạy 500 tế bào/ml. Thời gian xét nghiệm khoảng 10 - 12 phút, chưa kể các bước tiền xử lý có thể lên tới 1 giờ.
PGS.TS Bùi Thanh Tùng chia sẻ, hệ thống có nhiều lợi thế như sử dụng ít mẫu và thuốc thử, thời gian xử lý ngắn hơn, độ nhạy cao và có khả năng tự động hóa.
“Dựa trên nguyên lý hoạt động của con chip cảm biến, chúng tôi hoàn toàn có thể mở rộng phạm vi phát hiện ra các đối tượng ung thư khác, chỉ cần thay đổi các tác nhân sinh học đặc hiệu. Để làm được điều này, các chuyên gia kỹ thuật điện tử và cơ - lý của Trường Đại học Công nghệ đã phải hợp tác chặt chẽ với những nhà nghiên cứu chuyên sâu về sinh học tế bào”, PGS.TS Bùi Thanh Tùng cho biết.
Phát hiện nhiều loại ung thư khác
“Hiện chúng tôi đã làm chủ được quy trình công nghệ để có thể triển khai được trên hệ thống trong nước.
Các thiết kế hệ thống Lab-on-a-chip này cũng tận dụng được thế mạnh của Việt Nam trong việc kết hợp công nghệ tính toán với những trang thiết bị không quá đắt tiền để có thể đo được những đối tượng ở kích cỡ rất nhỏ như tế bào (khoảng 15 - 20 micromet)” - GS.TS Chử Đức Trình cho biết.
Mong muốn của nhóm tác giả còn đi xa hơn nữa khi hướng tới thiết kế, chế tạo một thiết bị khám, sàng lọc tại nhà, thuận tiện giống như các thiết bị xét nghiệm đường huyết cầm tay. GS.TS Chủ Đức Trình cho biết, khi đó, việc phát hiện sớm ung thư rất đơn giản, dễ dàng, số người chết vì phát hiện muộn cũng sẽ giảm rõ rệt.
Đây là hướng nghiên cứu đặt ra cho cả nhóm với mong muốn ung thư không còn là “bản án tử” đối với người bệnh.
Phát hiện sớm ung thư quyết định đến 90% hiệu quả điều trị, nhiều thể ung thư, việc phát hiện sớm có thể chữa khỏi được 100%, đặc biệt là một số loại ung thư ở phụ nữ.
Theo nhóm nghiên cứu, thị trường sinh thiết lỏng toàn cầu có giá trị khoảng 700 triệu USD năm 2017 và ước tính sẽ đạt trên 6 tỷ USD năm 2025.
Với tốc độ tăng trưởng như vậy, việc phát triển các thiết bị vi lưu sử dụng dấu hiệu sinh học để chẩn đoán bệnh tật đang là xu hướng cạnh tranh mạnh mẽ trong ngành. Nó cung cấp giải pháp không xâm lấn trong việc xét nghiệm và quản lý bệnh tật và có tiềm năng thay đổi hoàn toàn cách chúng ta chẩn đoán ung thư.
Tuy vậy, con đường từ nghiên cứu đến thị trường vẫn còn rất dài. Các thiết bị này sẽ cần thử nghiệm trên rất nhiều bệnh phẩm để có thể được công nhận.
Thách thức ở nhiều nơi trên thế giới bây giờ là đưa sinh thiết lỏng trở thành một công cụ lâm sàng tiêu chuẩn. Việc thiếu các tiêu chuẩn hóa lâm sàng và tiền lâm sàng đến nay đã khiến số lượng thử nghiệm ung thư thực tế rất ít ỏi.
