Đầu dò nano hybrid phát hiện tế bào ung thư

Fabien Pinaud, Phó giáo sư về khoa học sinh học, hóa học và vật lý và là đồng tá giả nghiên cứu đã đưa ra phương pháp khuếch đại tín hiệu sinh hóa trên bề mặt của các tế bào ung thư. Kỹ thuật mới liên kết và lắp ghép các phân tử hữu cơ vàng trong các tế bào sống bằng cách sử dụng 2 đoạn protein huỳnh quang làm “keo phân tử”. Các đầu dò này hoạt động như bộ khuếch đại, làm tăng khả năng các nhà nghiên cứu phát hiện ra những dấu hiệu sinh học khác biệt như những protein biểu hiện quá mức hoặc đột biến được phát hiện trong các tế bào ung thư.

Tín hiệu tăng cường cho phép các nhà khoa học phân biệt tế bào ung thư với tế bào khỏe mạnh thông qua sử dụng quang phổ Raman, kỹ thuật chụp ảnh laser chuyên dụng. PGS. Pinaud cho rằng: “Phương pháp của chúng tôi dựa vào hai loại hạt nano khác nhau không hoạt động, nhưng trở nên kích hoạt khi chúng lắp ghép trên các tế bào ung thư”.

Sử dụng khối lắp ghép “keo phân tử” để thiết kế các đầu dò nano mới là phương thức phổ biến trong nghiên cứu y sinh hiện nay, nhưng hầu hết các nhà khoa học tạo nên các khối lắp ghép này bằng ADN hơn là protein. Dù các đầu dò quang học triển vọng đang được chế tạo bằng cách sử dụng các khối lắp ghép ADN trong ống nghiệm, nhưng ADN không phải chất dính thực tế trong tế bào sống. Protein thường mang lại hiệu quả hơn.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu với protein huỳnh quang phát sáng khi ánh sáng xanh (cực tím) chiếu vào. Protein huỳnh quang được tách thành hai đoạn và mỗi đoạn được gắn vào một tập hợp hạt nano vàng. Cả hai tập hợp hạt nano nằm trên tế bào và liên kết với các tín hiệu sinh học trên bề mặt tế bào. Khi các hạt nano va chạm trên tế bào ung thư, các đoạn protein tự ghép lại một cách tự nhiên trên toàn bộ protein huỳnh quang.

Quy trình tái cấu trúc có 2 ưu điểm. Thứ nhất, hoạt động của tín hiệu sinh hóa mới trong protein huỳnh quang được khuếch đại mạnh nhờ các hạt nano cho phép phát hiện hình ảnh Raman. Thứ hai, nhiệt và sóng siêu âm được phát ra khi laser tác động đến các hạt nano, có thể được đo bằng máy dò siêu âm. Ảnh hưởng kép này tạo độ tin cậy cao trong việc phát hiện một tế bào trên thực tế là tế bào ung thư, mà không phải là tín hiệu dương tính giả từ tế bào khỏe mạnh.

Các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ thăm dò khả năng phá hủy các tế bào ung thư, nhưng không làm ảnh hưởng xấu đến tế bào khỏe mạnh bằng cách sử dụng laser để làm nóng các hạt nano.

N.T.T-NASATI (Theo Phys)