Dùng sóng âm thanh chẩn đoán chính xác sự phát triển của khối u

Theo Lab on a Chip, các nhà khoa học ở Đại học Purdue (Mỹ) đã tạo ra một con chip - một hệ thống mới để đánh giá sự tiến triển của bệnh ung thư.

Thiết bị này xác định độ cứng của ma trận ngoại bào (extracellular matrix - ECM) bằng sóng âm. Từ đặc điểm này, có thể hiểu liệu ung thư đã lan đến mô đang nghiên cứu hay chưa. Mỗi mô và cơ quan có ma trận ngoại bào độc đáo riêng, cung cấp hỗ trợ cơ học cho các tế bào và vận chuyển hóa chất. Hầu hết trong số đó là glycoprotein, proteoglycan và axit hyaluronic. Môi trường này cho phép các tế bào giao tiếp với nhau bằng các hợp chất hóa học.

Trong các công trình trước đây, các nhà nghiên cứu đã cố gắng kéo giãn, nén hoặc dùng hóa chất tác động tới các mẫu ma trận ngoại bào để thay đổi nó. Nhưng những phương pháp trên cũng dễ hủy hoại môi trường mỏng manh này. Trong công trình nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã đề xuất một cách tiếp cận sáng tạo dựa trên việc sử dụng sóng âm thanh để xác định dấu vết của các quá trình bệnh lý trong ma trận ngoại bào.

Thiết bị mới được phát triển là một “phòng thí nghiệm trên một con chip” được kết nối với một máy phát và máy thu. Sau khi nạp vào nó ma trận ngoại bào và các tế bào chứa trong ma trận, máy phát tạo ra sóng siêu âm, truyền qua vật liệu, sau đó kích hoạt máy thu. Một tín hiệu điện có thể được nhìn thấy ở đầu ra, cho thấy độ cứng của ma trận ngoại bào.

Để chứng minh hoạt động của thiết bị, các nhà khoa học đã thử nghiệm nó trên các tế bào ung thư có trong hydrogel - một vật liệu có thuộc tính tương tự như ma trận ngoại bào. Kết quả, một con chip như vậy có thể phát hiện đáng tin cậy các chỉ dấu khối u trong ma trận ngoại bào và duy trì sự ổn định ngay cả sau 2 ngày hoạt động liên tục.

"Điều này cũng giống như kiểm tra những hỏng hóc ở cánh máy bay. Một sóng âm được truyền qua vật liệu và máy thu ở phía bên kia. Các đặc tính của sóng âm truyền tới có thể chỉ ra sự hiện diện của bất kỳ hư hỏng hoặc khuyết tật nào mà không ảnh hưởng đến vật liệu", phó giáo sư, Khoa vật liệu, Đại học Purdue Rahim Rahimi giải thích.

Vũ Trung Hương