Những công nghệ đột phá trong nghiên cứu và chăm sóc ung thư
Bằng các công nghệ tiên tiến hiện nay, những điều tưởng chừng như không thể trong nghiên cứu ung thư giờ đây đã trở thành hiện thực. Các công nghệ này đã đem đến đột phá trong quy trình tìm kiếm, chẩn đoán và điều trị ung thư. Hiện nay, các nhà khoa học đang tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật mới nhằm đẩy nhanh tiến trình chống lại ung thư.
CRISPR
Các nhà nghiên cứu chưa bao giờ tưởng tượng họ có thể thay đổi thông tin di truyền của tế bào sống một cách nhanh chóng và dễ dàng. Nhưng giờ đây, kỹ thuật CRISPR có thể thực hiện chỉnh sửa thông tin di truyền, chúng hoạt động giống như một chiếc kéo có thể cắt bỏ, chèn hoặc chỉnh sửa chính xác các đoạn ADN cụ thể bên trong tế bào. Tiến sĩ Jennifer Doudna và Emmanuelle Charpentier đã khám phá ra kỹ thuật này từ một dự án phụ trong nghiên cứu về cách vi khuẩn chống lại virus. Năm 2020, hai nhà khoa học đã đạt giải Nobel cho nghiên cứu này.
Năm 2019, Hoa Kì đã thực hiện thử nghiệm lâm sàng đầu tiên về liệu pháp sử dụng CRISPR trong miễn dịch ung thư và nỗ lực tìm hiểu thêm nhiều ứng dụng khác trong điều trị ung thư. Ngoài ra, các thử nghiệm đang bắt đầu sử dụng CRISPR trực tiếp vào cơ thể người. CRISPR là kỹ thuật mới đem đến nhiều tiềm năng nhưng nó vẫn có một số hạn chế và gây ra tranh cãi lớn về vấn đề đạo đức trong chỉnh sửa gen. Tuy nhiên, một điều rõ ràng rằng CRISPR là một công cụ mạnh mẽ hỗ trợ con người đạt được tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu ung thư và hơn thế nữa.
Trí tuệ nhân tạo
Bằng những tiến bộ trong trí tuệ nhân tạo (AI), giờ đây con người có thể sử dụng máy tính tạo ra một mô hình bệnh nhân ảo. AI là công vụ lưu trữ lượng dữ liệu lớn, từ đó nó đưa ra những hướng xử lý thông tin thông qua lập trình máy tính. Hiện nay, NCI, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Phòng thí nghiệm Quốc gia về Nghiên cứu Ung thư Frederick và một nhóm các nhà khoa học liên ngành đang sử dụng AI nhằm thúc đẩy ứng dụng mô hình nhân tạo cho những người mắc ung thư.
Bác sĩ sẽ sử dụng mô hình ảo này nhằm kiểm tra các phương pháp điều trị và dự đoán kết quả có thể xảy ra trước khi áp dụng cho người bệnh. AI còn được ứng dụng trong phân tích hình ảnh, hồ sơ sức khỏe điện tử và phân tích dữ liệu ung thư với tốc độ nhanh chóng dựa trên dân số và xác suất mắc bệnh. Ngoài những ứng dụng khái quát trên, AI còn có nhiều tiềm năng khác trong chăm sóc bệnh ung thư.
Telehealth
TeleHealth mang đến giải pháp tích hợp công nghệ thông tin vào dịch vụ theo dõi, chăm sóc sức khỏe tại gia đình. Các chỉ số đo sức khỏe của mỗi cá nhân sẽ được tự động gửi qua Internet đến tổng đài dịch vụ TeleHealth để bác sĩ xem xét và theo dõi sức khỏe cho họ. Nhiều bệnh viện và phòng khám đang tối đa hóa tính năng thân thiện và an toàn này bằng cách sử dụng TeleHealth trong theo dõi sức khỏe từ xa, thăm khám qua video và thậm chí cả hóa trị tại nhà.
Bệnh nhân ung thư được TeleHealth theo dõi hằng ngày các chỉ số đo, do đó họ không cần thường xuyên đến phòng khám của bác sĩ. Telehealth cũng được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng và chăm sóc ung thư đối với các nhóm bệnh nhân đa dạng từ nhiều quốc gia. Mặc dù giải pháp này đang ngày càng phổ biến, không phải mọi hoạt động đều có thể được thực hiện từ xa. Do đó TeleHealth đang đặt ra thách thức cho các nhà khoa học nhằm nỗ lực giải quyết vấn đề này.
Cryo-EM
Cryo-EM là kỹ thuật tạo ra hình ảnh có độ phân giải cực cao, chúng cho phép quan sát thấy hình ảnh của các nguyên tử riêng lẻ bên trong một protein. Cryo-EM có thể ghi lại hình ảnh của các phân tử có chiều rộng bằng 1/10.000 sợi tóc người—độ phân giải chưa từng có trong thập kỷ gần đây.
Hàng trăm nghìn hình ảnh cryo-EM được kết hợp lại tạo thành hình ảnh 3D. Hình ảnh 3D cho phép quan sát và nghiên cứu cơ chế hoạt động của các phân tử. Bác sĩ và các nhà khoa học có thể dùng kĩ thuật này nhằm tìm hiểu về cách tế bào ung thư tồn tại, phát triển và tương tác với các liệu pháp cũng như tế bào khác. Phòng thí nghiệm Quốc gia về Nghiên cứu Ung thư Frederick đã phát hiện một loại thuốc điều trị bệnh bạch cầu dòng tủy mãn tính tương tác với ribosome cũng như quan sát chi tiết nhất về cấu trúc ribosome người bằng kỹ thuật cryo-EM. Như vậy, cryo-EM là một thành tựu quan trọng, chúng cung cấp thông tin cho phương pháp điều trị ung thư và các bệnh khác.
Công nghệ Infinium
Công ti Illumina đã phát triển công nghệ Infinium thành một quy trình và bộ công cụ phân tích hàng triệu SNP (single nucleotide polymorphisms) bằng phương pháp dùng hạt bead đơn và dual-color. Trong đó, bộ BeadChip được thiết kế với thông lượng cực cao, cho phép nhận dạng và tính điểm lên tới 2,5 triệu SNP trên mỗi mẫu ADN. Công nghệ Infinium gồm các bước lai trực tiếp các gen mục tiêu với đầu dò oligonucleotide, nhuộm huỳnh quang, khuếch đại tín hiệu, quét và phân tích hình ảnh thu được.
Từ kết quả phân tích SNP, các nhà nghiên cứu có thể lập bản đồ các gen gây ung thư và tìm hiểu rõ về nguy cơ, mức độ tiến triển của bệnh. Ban đầu, kỹ thuật này vấp phải nhiều hoài nghi về tính khả thi nhưng sau đó chúng đã được phát triển và ứng dụng với sự hỗ trợ từ chương trình SBIR (Small Business Innovation Research). Xét nghiệm Infinium đang được sử dụng trong các báo cáo về tổ tiên, nghiên cứu ung thư, chương trình NIH’s All of Us Research và thậm chí phân tích bộ gen của thực vật.
Phẫu thuật robot
Phẫu thuật khối u đòi hỏi độ chính xác đến từng milimet nhằm loại bỏ đúng khối mô ung thư và không gây tổn thương đến mô khỏe mạnh. Để thực hiện được điều này, bác sĩ sử dụng cánh tay robot kết hợp với bảng điều khiển trong quá trình phẫu thuật. Họ sẽ sử dụng một bảng điều khiển có thể quan sát hình ảnh phóng đại về vị trí phẫu thuật theo thời gian thực nhằm điều khiển cánh tay robot. Bảng điều khiển này cung cấp cho bác sĩ một cái nhìn chi tiết và rõ ràng về khu vực phẫu thuật, từ đó họ xác định vị trí chính xác của khối u và mô xung quanh.
Những cánh tay robot với chuyển động tinh tế, chính xác có thể tạo nên những khác biệt lớn trong điều trị và chăm sóc ung thư. Ví dụ, nếu cần cắt bỏ tuyến tiền liệt, các phẫu thuật trước đây thường tạo vết mổ lớn từ rốn đến xương mu, nhưng giờ đây cánh tay robot có thể đi vào cơ thể thông qua vết mổ nhỏ. Các ca phẫu thuật bằng robot thường ít gây chảy máu cũng như đau đớn cho bệnh nhân. Do đó, công nghệ này đang đem lại nhiều ưu điểm với độ chính xác cao, nhanh chóng và ít xâm lấn.
Lời kết
Ung thư vẫn luôn là căn bệnh thế kỉ tại Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Phần lớn người cho rằng những tiến bộ trong công nghệ điều trị ung thư là chìa khóa giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh, cải thiện tuổi thọ và đưa con người đến gần hơn với phương pháp chữa khỏi bệnh. Đó là lý do tại sao các phương pháp tiếp cận đổi mới (CRISPR, trí tuệ nhân tạo – AI, TeleHealth, Cryo-EM, công nghệ Infinium và phẫu thuật robot) có thể đem đến giải pháp tích cực trong điều trị ung thư trong tương lai.
References
- Illumina. Infinium Assay Workflow. Retrieved March 14, 2024 from https://www.illumina.com/Documents/products/workflows/workflow_infinium_ii.pdf
- Cancer.Net. The Tech Revolutionizing Cancer Research and Care. Retrieved March 14, 2024 from https://www.cancer.gov/news-events/nca50/stories/technologies-and-innovations
- Cancer.Net. How CRISPR Is Changing Cancer Research and Treatment. Retrieved March 14, 2024 from https://www.cancer.gov/news-events/cancer-currents-blog/2020/crispr-cancer-research-treatment
- Cancer.Net. Artificial Intelligence - Opportunities in Cancer Research. Retrieved March 14, 2024 from https://www.cancer.gov/research/areas/diagnosis/artificial-intelligence
- Telehealth Vietnam. Giới thiệu về Trung tâm TeleHealth Retrieved March 14, 2024 from https://telehealthvietnam.org/telehealth-la-gi-telehealth-care-dot-pha-moi-trong-nganh-y-hoc-viet-nam/