Phát triển vật liệu nano nền sắt mới có thể chọn lọc loại bỏ tế bào ung thư

• Một vật liệu nano mới đã được phát triển, sử dụng cấu trúc khung kim loại-hữu cơ (MOF) nền sắt để đồng thời kích hoạt hai phản ứng oxy hóa bên trong tế bào ung thư
• Vật liệu này tận dụng môi trường axit và nồng độ hydro peroxide cao của tế bào ung thư để tạo ra cả gốc hydroxyl và oxy singlet
• Khắc phục hạn chế của các tác nhân hóa động lực học (CDT) hiện có vốn chỉ tạo ra một loại gốc oxy hoặc có hoạt tính xúc tác thấp
• Trong thí nghiệm trên chuột, khối u ung thư vú đã được loại bỏ hoàn toàn, đồng thời không ghi nhận tổn thương mô khỏe mạnh hay tác dụng phụ
• Nhóm nghiên cứu dự định tiếp tục kiểm chứng hiệu quả trên các loại ung thư khác như ung thư tuyến tụy để đánh giá khả năng ứng dụng lâm sàng

---

Phát triển vật liệu nano nền sắt mới

• Nhóm nghiên cứu tại Oregon State University đã thiết kế vật liệu nano phản ứng oxy hóa kép hoạt động bên trong tế bào ung thư
  • Tận dụng độ axit và nồng độ hydro peroxide của tế bào ung thư để kích hoạt hai phản ứng oxy hóa bên trong
  • Kết quả là stress oxy hóa được đẩy lên mức tối đa để phá hủy tế bào ung thư, trong khi mô bình thường xung quanh không bị tổn thương
• Nghiên cứu này được đăng trên tạp chí Advanced Functional Materials

Tiến bộ của hóa động lực học (CDT)

• CDT là một chiến lược điều trị gây ra phản ứng oxy hóa bằng cách tận dụng môi trường hóa học đặc trưng của tế bào ung thư
  • Tế bào ung thư có độ axit cao hơn và nồng độ hydro peroxide cao hơn so với mô bình thường
• CDT truyền thống tạo ra gốc hydroxyl để oxy hóa và làm tổn thương lipid, protein và DNA trong tế bào
• Gần đây cũng đã xuất hiện các hướng tiếp cận CDT tạo ra oxy singlet, nhưng phần lớn chỉ có thể tạo ra một loại gốc oxy

Hạn chế của các tác nhân CDT hiện có và cải tiến mới

• Các tác nhân hiện có chỉ đạt thoái lui khối u một phần do thiếu hoạt tính xúc tác và chỉ tạo ra một loại oxy hoạt tính
• Để khắc phục điều này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế cấu trúc MOF nền sắt nhằm tạo đồng thời hai loại gốc oxy
  • Tạo ra cả gốc hydroxyl và oxy singlet để tối đa hóa độc tính đối với tế bào ung thư
  • Cho thấy độc tính mạnh trên nhiều dòng tế bào ung thư, trong khi gần như không ảnh hưởng đến tế bào không ung thư

Kết quả thí nghiệm trên động vật

• Khi tiêm toàn thân cho chuột được cấy ghép tế bào ung thư vú ở người, vật liệu nano tích tụ chọn lọc tại khối u
  • Tạo ra lượng lớn các loại oxy phản ứng (ROS) để loại bỏ hoàn toàn ung thư
  • Không quan sát thấy tác dụng phụ hay độc tính toàn thân
• Trong thí nghiệm, khối u biến mất hoàn toàn và không tái phát

Hướng nghiên cứu tiếp theo

• Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch cho các thí nghiệm bổ sung, bao gồm cả những loại ung thư hung hãn như ung thư tuyến tụy
  • Mục tiêu là kiểm chứng phạm vi hiệu quả trên nhiều loại ung thư khác nhau
• Nghiên cứu nhận được tài trợ từ Viện Ung thư Quốc gia Mỹ (NCI) và Viện Quốc gia về Sức khỏe Trẻ em và Phát triển Con người Eunice Kennedy Shriver

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Hôm qua tôi đã mất anh/em trai vì ung thư. Hy vọng một ngày nào đó những nghiên cứu như thế này có thể cứu sống con người. Go Beavs

  • Cầu mong sự bình an đến với anh ấy và cả gia đình bạn. Khi bạn sẵn sàng, tôi xin giới thiệu The Compassionate Friends, một tổ chức hỗ trợ anh chị em, cha mẹ và ông bà đã mất con. Tôi cũng đã tham gia tổ chức này từ sau khi mất con 9 năm trước
  • Tôi rất đau lòng. Tôi cũng từng trải qua điều tương tự
  • Thật đau xót khi bạn phải trải qua chuyện đó. Tôi nói từ chính trải nghiệm của mình
  • Xin gửi tới bạn và gia đình lời chia buồn sâu sắc. Gửi bạn một cái ôm
  • “Go Beavs” à, linh vật của Caltech cũng là hải ly. Tên của nó là Bernoulli the Beaver

• Mong rằng liệu pháp này sẽ sớm đến được với mọi người. Một người bạn của gia đình tôi vừa được chẩn đoán ung thư vài ngày trước, và ở Canada đã được đề nghị trợ tử chỉ trong 30 giây. Họ còn chưa kịp tiếp nhận chẩn đoán thì đã được đề nghị giúp chết, và cũng không được đề xuất điều trị thử nghiệm nào

  • Thật sự kinh khủng
  • Tôi muốn biết liệu bạn có trực tiếp ở đó không. Một đề nghị nhanh đến mức đó thật khó tin

• Gia đình tôi cũng đã trải qua ung thư, và dù các nghiên cứu trong 5 năm qua khá thú vị, vẫn chưa có đột phá nào đủ để thay đổi lớn kết quả điều trị của bệnh nhân trung bình

  • Trong 5 năm qua, các phương pháp điều trị thực ra đã tiến bộ vượt bậc. Ví dụ như thương mại hóa liệu pháp CAR T, mở rộng chỉ định của Keytruda(liên kết), phổ biến sinh thiết lỏng, chuyển Atezolizumab sang dạng tiêm, áp dụng CT liều thấp, v.v. Xu hướng giảm tỷ lệ tử vong do ung thư cũng rất rõ ràng(tài liệu)
  • Tiến bộ y học diễn ra dần dần nên khó cảm nhận, nhưng trên thực tế liệu pháp miễn dịch và điều trị phối hợp đang đều đặn cải thiện tỷ lệ sống sót và chất lượng sống. Tùy loại ung thư mà mức độ khác nhau, nhưng vẫn đầy hy vọng(liên kết nghiên cứu)
  • Tuy vậy, 5 năm là quãng thời gian ngắn để thuốc mới đến được thử nghiệm lâm sàng. Trung bình phải mất 10 năm để được FDA phê duyệt. Những đổi mới hôm nay sẽ mang lại lợi ích cho bệnh nhân trong tương lai
  • Quan trọng không phải là những cú đột phá lớn mà là sự tích lũy của những cải tiến nhỏ. Ung thư lặp lại các đột biến đã tồn tại từ hàng nghìn năm trước, nên cải thiện ở một loại ung thư hay một giai đoạn cụ thể cũng sẽ góp phần nâng cao kết quả tổng thể

• Tôi tò mò về cơ chế phân phối của MOF. Về mặt hóa học thì rất thú vị, nhưng tôi muốn biết nó đến được tế bào ung thư bằng cách nào

  • Có vẻ là tế bào ung thư có những điều kiện đặc thù nên vật liệu này tự nhiên tích tụ ở đó
  • Tế bào ung thư hấp thụ quá mức chất dinh dưỡng để nhân lên nhanh chóng. Vì sắt được dùng làm đồng yếu tố enzyme, việc cung cấp sắt có thể khiến chúng tăng trưởng bùng phát, sau đó có thể gia nhiệt cục bộ bằng từ trường để phá hủy tế bào. Cách tiếp cận này trước đây cũng từng được thử với hạt nano vàng

• Nguồn bài báo thực tế là tin tức của Oregon State University

• Thí nghiệm được tiến hành trên chuột

  • Đúng vậy, đây là mô hình chuột được cấy tế bào ung thư vú có nguồn gốc từ người. Chế phẩm nano tích tụ trong khối u, tạo ra các loại oxy phản ứng và loại bỏ hoàn toàn ung thư mà không có tác dụng phụ
  • Tức là nó đã cho thấy hiệu quả trên chuột mang tế bào ung thư của người

• Tôi mong họ sẽ thử liệu pháp này trên bệnh nhân ung thư giai đoạn cuối

  • Đồng ý. Tuy nhiên, quy trình đồng thuận đạo đức là rất quan trọng. Nếu bệnh nhân đã quá nguy kịch thì ngay cả khi ung thư biến mất, họ cũng có thể khó hồi phục
  • Đó chính là quy trình của thử nghiệm lâm sàng. Mọi loại thuốc đều phải trải qua thử nghiệm trên người
  • Thử nghiệm lâm sàng diễn ra theo cách đó. Mẹ tôi cũng đã sống thêm 10 năm nhờ thử nghiệm lâm sàng. Việc tồn tại nhóm giả dược là điều đau lòng nhưng cần thiết. Tôi hy vọng AI hay công nghệ có thể cải thiện quy trình này

• Nghe có vẻ là một nghiên cứu rất đầy hứa hẹn

• Nếu nó có hiệu quả, tôi tò mò chi phí cho mỗi lần điều trị sẽ vào khoảng bao nhiêu

  • Ở giai đoạn phát triển thì không thể biết chi phí thực tế. Giá sẽ được quyết định theo giá trị thị trường so với hiệu quả. Nếu là loại ung thư đã có điều trị sẵn thì sẽ thấp hơn, còn nếu không có giải pháp thay thế thì sẽ cao hơn. Trong tương lai thậm chí có thể xuất hiện cấu trúc giá khác nhau theo từng loại ung thư
  • Không rõ có thật hay không, nhưng trang này đang bán sắt nano dạng thực phẩm bổ sung với giá 40 đô cho 0,5 lít. Tuy nhiên cụm từ “nước được nạp năng lượng” thì khá khó tin
  • Tổng hợp MOF là một trong những vật liệu nano tương đối dễ sản xuất hàng loạt
  • Chi phí khác nhau tùy từng quốc gia. Nếu được trợ cấp y tế hoặc bảo hiểm chi trả thì phần bệnh nhân phải trả sẽ gần như bằng không

• Phân phối thuốc chống ung thư trúng đích là một vấn đề rất khó. Dù là chùm tia xạ trị hay hóa trị gắn kháng thể thì đều không dễ. Hóa trị truyền thống khiến toàn cơ thể phơi nhiễm độc tính, chỉ là tế bào ung thư chết nhanh hơn. Nếu có thể tấn công chỉ tế bào ung thư bằng đường dùng toàn thân thì đó sẽ là một bước đột phá mang tính cách mạng