Qua Ivana Hsyung | 30/1/24 22:01
Những phân tử này được đặt tên là “búa khoan phân tử” và các nhà nghiên cứu hy vọng có thể sử dụng chúng để nhắm vào các bệnh ung thư khó điều trị như ung thư tuyến tụy. Vì búa khoan phân tử chỉ nhắm vào các tế bào ung thư và cần kích hoạt ánh sáng cụ thể để rung nên chúng tương đối an toàn khi sử dụng và dự kiến sẽ được thử nghiệm lâm sàng ở người trong vòng 5 đến 7 năm.
Thomas Killian, trưởng khoa Khoa học Tự nhiên Wiess, cho biết: “Đó là một loại trị liệu hoàn toàn mới.
Hạt nano này tương thích sinh học, liên kết có chọn lọc với màng tế bào ung thư và có chế độ rung có thể được kích hoạt bằng ánh sáng cận hồng ngoại. Sau khi kích hoạt, các hạt nano rung với tốc độ 40 nghìn tỷ dao động mỗi giây, tạo ra một lực cơ học xé toạc màng tế bào khối u, phá hủy các tế bào trong vòng vài phút.
MỘT bài viết mô tả nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Nature Chemistry vào cuối tháng 12. Ciceron Ayala-Orozco là tác giả chính của ấn phẩm và là nhà nghiên cứu thuộc bộ phận hóa học trong nhóm Tour. Các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy việc loại bỏ hoàn toàn khối u ác tính, một loại ung thư da, trong đĩa petri và hiệu quả 50% ở những con chuột mắc khối u ác tính.
James Tour, giáo sư hóa học và nhà nghiên cứu cấp cao của nghiên cứu cho biết: “Các khối u không bao giờ quay trở lại”. “Chúng tôi biết mình thực sự đang làm được điều gì đó.”
Những nỗ lực trước đây nhằm vào các cơ chế tương tự đã sử dụng ánh sáng nhìn thấy hoặc tia cực tím, cả hai đều không thể xuyên qua cơ thể xa hơn vài mm. Cận hồng ngoại có thể xuyên sâu tới 10 cm.
Tour cho biết: “Điều này có thể cho phép bạn có được khối u nằm sâu hơn nhiều”.
Máy khoan phân tử thuộc về một loại phân tử gọi là xyanua, thường được sử dụng làm thuốc nhuộm để chụp ảnh phân tử. Ayala-Orozco cho biết một số cyanine đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm phê duyệt, điều này sẽ đẩy nhanh quá trình đưa búa khoan vào sử dụng lâm sàng.
Ayala-Orozco giải thích rằng đã có ba biện pháp an toàn nội tại trong máy khoan phân tử. Đầu tiên, các phân tử có ái lực liên kết với các khối u trên các tế bào khác. Thứ hai, nồng độ hiệu quả của búa khoan phân tử cần thiết để tiêu diệt khối u là rất thấp và không độc hại. Cuối cùng, chế độ Vibronic chỉ được kích hoạt khi có ánh sáng trực tiếp.
Ayala-Orozco cho biết: “Chúng tôi có thể tiêu diệt khối u một cách an toàn. “Đó là một phương pháp điều trị cục bộ và chúng tôi có một số mức độ chọn lọc đối với khối u chứ không phải mô khỏe mạnh.”
Theo Ayala-Orozco, hạt nano đủ nhỏ để vượt qua các đại thực bào, các tế bào trong hệ thống miễn dịch ăn và tiêu diệt các chất lạ vào cơ thể. Killian cho biết thêm rằng cơ chế của búa khoan phân tử khiến tế bào khó có khả năng phát triển khả năng kháng thuốc.
“Vì nhiều lý do, nó thực sự trông rất thú vị. Nó mở ra một kế hoạch hoàn toàn mới để tấn công các tế bào ung thư”, Killian nói.
Nghiên cứu sau đại học của Ayala-Orozco liên quan đến việc nghiên cứu các hạt nano vàng dao động nhanh khi kích hoạt gần IR. Trong thời gian làm nghiên cứu sau tiến sĩ, anh ấy muốn tránh xa các hạt nano vô cơ lớn hơn mà các đại thực bào dễ dàng cô lập. Cuối cùng, anh gia nhập nhóm Tour, nhóm nghiên cứu các phân tử hữu cơ nhỏ có xu hướng gây tổn hại cơ học cho tế bào. Tuy nhiên, những phân tử này được kích hoạt bằng tia UV nhìn thấy được hoặc tia UV quang học, chỉ có thể xuyên qua cơ thể vài mm.
Ayala-Orozco nói: “Tại một thời điểm nào đó, tôi đã kết nối các dấu chấm.
Nghiên cứu này mất một năm làm việc trước khi nộp và một năm chỉnh sửa trước khi xuất bản.
Theo Killian, một khía cạnh thú vị của nghiên cứu này là nó áp dụng mối liên hệ cơ bản giữa chuyển động điện tử và rung động phân tử vào một vấn đề sức khỏe.
Killian nói: “Tôi luôn thích nhìn thấy những ứng dụng hoặc khám phá này nhấn mạnh tầm quan trọng của những khám phá cơ bản đối với việc tạo ra những tiến bộ mới”.
Tour đồng ý rằng điều quan trọng là phải xác nhận các chi tiết của nghiên cứu.
Tour cho biết: “Có rất nhiều phản ứng hóa học vật lý (cần thiết) để tìm hiểu điều gì đang diễn ra ở đây.
Các bước tiếp theo của dự án này bao gồm việc thử nghiệm hiệu quả của chiếc búa khoan nhỏ bé đối với bệnh ung thư tuyến tụy. Theo Tour, ung thư tuyến tụy gây ra một số vấn đề gây khó khăn cho việc chẩn đoán và điều trị. Các khối u có xu hướng hình thành một lớp đệm hoặc một lớp vỏ cứng xung quanh nó, khiến việc vận chuyển thuốc trở nên khó khăn. Một động mạch chính cũng chạy qua tuyến tụy, khiến phẫu thuật trở nên phức tạp. Tá tràng, một cơ quan nằm phía sau tuyến tụy, sẽ bị phá hủy với lượng phóng xạ cần thiết để loại bỏ ung thư.
Tour cho biết: “Thời gian sống trung bình kể từ thời điểm chẩn đoán là khoảng một năm”. “Hy vọng là những chiếc búa khoan phân tử này sẽ đập xuyên qua lớp đệm và đi thẳng vào các khối u.”
Nhóm đã hợp tác với một công ty đang nỗ lực đạt được sự chấp thuận và cấp phép của FDA.
Ayala-Orozco cho biết: “Có thể trong vòng 5, 7 năm nữa những thử nghiệm lâm sàng đầu tiên trên người sẽ bắt đầu”.
Ayala-Orozco đã xuất bản một bài báo khác mô tả chi tiết cách chế tạo những chiếc búa khoan phân tử này vào đầu tháng 1 này. Theo Tour, một bài báo khác đã được đệ trình và bài báo thứ tư đang được tiến hành.
“Bạn dành nhiều năm ở nơi hoang dã, và rồi đột nhiên có điều gì đó có tác dụng. Khi bạn tìm thấy thứ gì đó hiệu quả, bạn sẽ nhanh chóng nhận được một số lượng lớn ấn phẩm, bởi vì mọi thứ chỉ đang được đảo lộn,” Tour nói. “(Ayala-Orozco) đang ở chế độ xuất bản nhanh chóng này.”
Theo Killian, phát hiện này rất thú vị đối với khoa Hóa học vì đây là một trong nhiều bước để mở rộng nghiên cứu sang các ứng dụng y tế, đặc biệt là với Trung tâm Y tế Texas rất gần.
Đối với những sinh viên đang tìm cách giải quyết những vấn đề lớn như ung thư, Killian chỉ ra cách làm sáng tỏ các nguyên tắc cơ bản.
Killian nói: “Chúng ta vẫn cần những đột phá trong hiểu biết khoa học cơ bản về cách thức hoạt động của tế bào, hóa học phân tử và hóa học vật lý. “Các chân trời rộng mở để tạo ra tác động lớn, nếu bạn chọn một vấn đề quan trọng, hãy đào sâu vào đó và tìm kiếm những cách sáng tạo để làm những việc mà chưa ai từng nghĩ tới.”
Ayala-Orozco đồng ý, khuyến khích các nhà khoa học trẻ suy nghĩ sáng tạo.
Ayala-Orozco nói: “Đừng nản lòng nếu chiến lược hoặc cách tiếp cận mà bạn đang đề xuất đi ngược lại với các tài liệu đã biết vào thời điểm hiện tại”. “Chúng ta, với tư cách là những nhà khoa học, không nên làm theo hoặc lặp lại những người khác.”
<
p style=”text-align: justify;”>
Source link
