Các nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue đã phát triển một kỹ thuật để dự đoán tốt hơn tình trạng kháng hóa trị ở chó và người.

Hóa trị có thể cứu sống, nhưng thường thì bệnh nhân ung thư có thể kháng lại hóa trị được kê đơn, khiến bệnh nhân mất nhiều thời gian quý báu. Kháng hóa chất là chủ đề mà các nhà nghiên cứu cần hiểu rõ hơn để có thể kết hợp đúng loại hóa trị với đúng bệnh nhân, gọi là y học cá nhân hóa.

Một cặp nhà khoa học thú y và nhà vật lý tin rằng phương pháp phát hiện phản ứng hóa học của họ có thể là tiêu chuẩn mới cho y học cá nhân hóa. Phương pháp của họ thật bất ngờ: Siêu âm Doppler. Nhiều người có thể đã nghe đến thuật ngữ Doppler, từ các bản tin thời tiết để phát hiện hoạt động của bão hoặc từ những bậc cha mẹ tương lai nhìn thấy đứa con chưa chào đời của mình lần đầu tiên.

Hiện nay, một nhóm các nhà vật lý và nhà khoa học thú y tại Đại học Purdue đang sử dụng siêu âm để phát hiện cách tế bào ung thư phản ứng với hóa trị. Họ hiện có phương pháp phát hiện hóa trị liệu được cá nhân hóa trong các thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn 2 ở người tại Trường Y khoa IU và cũng đã sử dụng phương pháp này trong các thử nghiệm trên chó. Khái niệm này được ra đời vào năm 2015 bởi ba nhà nghiên cứu tại Purdue: David Nolte, nhà nghiên cứu chính và Giáo sư Vật lý và Thiên văn học nổi tiếng Edward M. Purcell, John Turek, Giáo sư Khoa học Y học Cơ bản và Michael Childress, Giáo sư Ung thư So sánh. Nolte đến từ Khoa Vật lý và Thiên văn học tại Trường Cao đẳng Khoa học Purdue và Turek và Childress đến từ Trường Cao đẳng Thú y Purdue. Cả ba đều là thành viên của Viện Nghiên cứu Ung thư Đại học Purdue và đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Báo cáo khoa học. Ba sinh viên của Nolte -; Zhen Hua và Zhe Li, đều là cựu nghiên cứu sinh tiến sĩ, và Dawith Lim, hiện đang là nghiên cứu sinh tiến sĩ -; cũng như nhóm Y khoa IU của Shadia Jalal, MD, Ali Ajrouch và Ahmad Karkash.

Nolte giải thích: “Kỹ thuật được phát triển tại Purdue đo các chuyển động bên trong tế bào ung thư và những chuyển động này thay đổi như thế nào khi tế bào tiếp xúc với thuốc chống ung thư”. “Bởi vì chuyển động là kết quả của 'bộ máy' tế bào, nên những bệnh nhân phản ứng tích cực với hóa trị liệu sẽ có những phản ứng cơ học khác với thuốc so với những bệnh nhân không phản ứng. Điều này có khả năng xác định những bệnh nhân mà hóa trị sẽ không thành công để họ có thể được hướng dẫn điều trị hiệu quả hơn.”

Kỹ thuật này được gọi là hình ảnh sinh động học (BDI), đã được phát triển để điều trị ung thư trong hơn 8 năm. Nhóm nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ trước đây, lưu ý rằng kỹ thuật này cho thấy tiềm năng xác định tính kháng hóa học, nhưng chỉ trong điều kiện bệnh khá hạn chế. Điều này đặt ra câu hỏi liệu BDI có thể chỉ hữu ích trong những trường hợp đặc biệt hay không. 

Nghiên cứu hiện tại cho thấy BDI trên thực tế là một kỹ thuật tổng quát và mạnh mẽ. Nó cho thấy kết quả tương tự giữa hai loài (người và chó) và hai bệnh (ung thư hạch và ung thư thực quản). Điều này lần đầu tiên cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thấy việc đo chuyển động cơ học trong các mô ung thư sống là một phương pháp khả thi và đầy hứa hẹn để dự đoán khả năng kháng hóa chất của bệnh nhân.”

David Nolte, điều tra viên chính 

Khái niệm sử dụng Doppler trong nghiên cứu ung thư dường như là một kịch bản khó xảy ra. Theo Nolte, khái niệm và quy trình cho kỹ thuật này ra đời từ những thử nghiệm khoa học cơ bản. Ông cho biết khái niệm này đã được tinh chỉnh với lợi ích của sự tình cờ kết hợp với tiến độ chậm và ổn định.

Ông giải thích: “Chúng tôi bắt đầu nghiên cứu nuôi cấy mô ung thư được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, vì vậy việc chuyển sang các khối u mới từ bệnh nhân là điều đương nhiên”. “Các phép đo Doppler là thứ mà chúng tôi đã hướng tới trong các thí nghiệm của mình khi chúng tôi nhận thấy những hiệu ứng động học thú vị mà ban đầu chúng tôi không lường trước được.”

Đội ngũ này đã thành lập cách đây hơn hai thập kỷ. Trở lại năm 1999, Văn phòng Phó Chủ tịch Điều hành Nghiên cứu của Purdue đã tổ chức một cuộc họp của các giảng viên Purdue quan tâm đến các khía cạnh khác nhau của hình ảnh.

“Tiến sĩ. Nolte và tôi gặp nhau tại cuộc họp đó và chúng tôi bắt đầu nghiên cứu sử dụng công nghệ với các nhân vật khối u 3D (các khối u nhỏ được nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy) mà tôi đã nuôi cấy trong phòng thí nghiệm của mình,” Turek nói. “Chúng tôi đã làm việc với các nhân vật siêu nhân khối u trong nhiều năm khi công nghệ phát triển. Khi đến lúc chuyển sang các khối u có nguồn gốc từ bệnh nhân, chúng tôi đã tiếp cận bác sĩ Childress và sử dụng các mẫu từ bệnh nhân ung thư hạch ở chó để theo dõi phản ứng của họ với thuốc. Làm việc với các mẫu chó là cần thiết để xác định tính khả thi của việc chuyển công nghệ sang mẫu người. Từ mẫu chó, chúng tôi chuyển sang mẫu người. Sự hợp tác của chúng tôi với Tiến sĩ Shadia Jalal của Trường Y khoa IU là một thành phần vô giá và quan trọng đối với nghiên cứu.”

Childress cho biết: “Ưu điểm chính của việc sử dụng khối u ở chó so với khối u từ chuột thí nghiệm là khối u thể hiện tốt hơn tính không đồng nhất của bệnh ung thư ở người”. “Mặc dù tất cả những con chó mà chúng tôi nghiên cứu đều có cùng một loại ung thư – ung thư hạch – nhưng bệnh ung thư của mỗi con chó là riêng biệt, một số nhạy cảm hơn và một số khác có khả năng kháng hóa trị cao hơn. Điều này cung cấp một mô hình động vật lý tưởng để nghiên cứu công nghệ dự đoán như BDI trước khi đưa nó vào thử nghiệm trên người.” 

Tế bào trong mọi sinh vật sống đều có bộ máy hoạt động được điều chỉnh rất tinh vi. Khi những tác động bên ngoài làm xáo trộn bộ máy tế bào, các chuyển động cơ học sẽ thay đổi. Nếu các nhà khoa học có thể thấy sự khác biệt trong những thay đổi giữa những bệnh nhân mắc bệnh ung thư nhạy cảm với điều trị so với những bệnh nhân không mắc bệnh, họ có thể tìm hiểu những dấu hiệu đó và sử dụng chúng để dự đoán tình trạng kháng hóa chất ở những bệnh nhân trong tương lai.

Nolte giải thích: “Một câu hỏi sâu sắc hơn là ý nghĩa của các chữ ký”. “Liệu các dấu hiệu của tính kháng hóa có thể được giải thích dưới dạng những thay đổi trong đường truyền tín hiệu trong tế bào và mô và thậm chí có thể là biểu hiện di truyền không? Điều này khó trả lời hơn nhiều, nhưng chúng tôi hiện đang giải quyết câu hỏi này bằng cách so sánh các phép đo của chúng tôi với hồ sơ biểu hiện gen. Chúng tôi cũng sử dụng các hợp chất tham chiếu có hoạt tính đã biết trong tế bào và chúng tôi có thể tham chiếu chéo các phép đo của mình với những thay đổi đã biết xảy ra với các loại thuốc đó. Phần nghiên cứu này mang tính lâu dài.”

Nolte nói rằng Purdue có sự hỗ trợ mạnh mẽ cho nghiên cứu liên ngành, hỗ trợ đáng kể cho cách phát triển loại nghiên cứu này. Kết hợp điều đó với lợi ích của Bệnh viện Động vật Nhỏ Đại học Purdue tại Trường Cao đẳng Thú y cho phép nhóm sắp xếp các thử nghiệm lâm sàng với bệnh nhân chó. Bây giờ họ đã nhận được những kết quả đầy hứa hẹn này, nhóm nghiên cứu hy vọng bước nhảy vọt khổng lồ tiếp theo của họ trong nghiên cứu ung thư sẽ bao gồm các thử nghiệm Giai đoạn 2 “tiềm năng”.

“Giai đoạn 2 hiện tại là hồi cứu, trong đó phản ứng lâm sàng của bệnh nhân được xác nhận chéo so với phản ứng dự đoán bằng cách sử dụng BDI. Bước tiếp theo là thử nghiệm Giai đoạn 2 mang tính 'tiềm năng', nghĩa là chúng tôi sẽ dự đoán phản ứng của bệnh nhân trước khi bắt đầu hóa trị,” Nolte nói.

Nghiên cứu này được tài trợ một phần bởi Quỹ Khoa học Quốc gia (NSF) CBET (Bộ phận Hệ thống Hóa chất, Kỹ thuật Sinh học, Môi trường và Giao thông), Quỹ Sức khỏe Chó của Câu lạc bộ Chó giống Hoa Kỳ và Viện Nghiên cứu Ung thư Purdue.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://www.news-medical.net/news/20240213/Researchers-develop-groundbreaking-technique-to-detect-chemoresistance-using-ultrasound.aspx