Vật liệu tiêu diệt tế bào ung thư là sáng chế của GS.TS Đinh Thị Mai Thanh và nhóm nghiên cứu thuộc Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp thành công SPION/HAp - vật liệu lai siêu thuận từ bằng quy trình 1 bước và 2 bước. Vật liệu mới (SPION/HAp/5-fluorouracil (5-FU), SPION/HAp/Cu và SPION/HAp/Cu/5-FU) có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư bàng quang, mở ra hướng nghiên cứu triển vọng, ứng dụng hiệu quả trong lĩnh vực y sinh.

Vật liệu lai siêu thuận từ là thành công nối dài trong hành trình nghiên cứu công nghệ mới tiên tiến để tìm ra vật liệu mới ứng dụng trong y khoa của GS Đinh Thị Mai Thanh. Ngay từ năm 2010, nhóm theo đuổi nghiên cứu tạo ra vật liệu trên nền vật liệu y sinh truyền thống với ưu điểm có khả năng tương thích sinh học HAp, dạng bột dùng làm thực phẩm bổ sung canxi, dạng màng HAp phủ trên các hợp kim y sinh làm nẹp vít và tạo composite với poly axit lactic (PLA) để làm nẹp tự tiêu. Đến năm 2020, ý tưởng về tạo composite bằng việc kết hợp HAp và nano oxit siêu thuận từ SPIONs nảy ra trong quá trình nghiên cứu và trao đổi với các đối tác Ba Lan.

Đầu tiên, nhóm nghiên cứu tổng hợp hạt nano siêu thuận từ, sau đó tổng hợp HAp bao bọc lên SPION rồi đem hấp phụ thuốc ung thư. Nhược điểm của nano oxit sắt siêu thuận từ là dễ bị kết tụ, khó đi vào cơ thể, nhưng khi kết hợp với HAp để tạo composite lại có khả năng dẫn truyền tốt hơn.

Nhóm nghiên cứu thử nghiệm trên tế bào bằng phương pháp xét nghiệm đo màu, kiểm tra khả năng nhả thuốc, tỉ lệ tế bào sống và chết. Kết quả cho thấy tỷ lệ tiêu diệt tế bào ung thư đạt tới 75% sau 2.000 giây dưới tác dụng của từ trường ngoài với nhiệt độ tăng lên 45 độ C. Các hạt nano SPIONs được ứng dụng trong điều trị ngay cả đối với các tế bào khối u kháng hóa trị và kháng xạ.

Hiện nhóm nghiên cứu tiếp tục phối hợp với Ba Lan để thực hiện nghiên cứu sâu trên động vật, thử trên dòng thuốc điều trị các loại ung thư khác như ung thư buồng trứng, ung thư gan theo cơ chế này.

Trong điều trị ung thư, ngay cả khi sử dụng các loại thuốc chống ung thư mới, hóa trị vẫn không mang lại hiệu quả 100%, còn ảnh hưởng đến các mô khỏe mạnh và toàn bộ cơ thể. Hơn nữa, các mô ung thư thường kháng xạ trị do hiệu ứng giảm oxy. Vì vậy, cần phải tìm kiếm các liệu pháp, phương pháp điều trị mới để điều trị ung thư.

Kỹ thuật mới từ vật liệu lai mang lại kết quả đầy hứa hẹn trong điều trị ung thư là tăng thân nhiệt từ tính (Magnetic hyperthermia - MH). Sự kết hợp của SPIONs với các tác nhân chống ung thư sẽ mang lại hiệu quả hiệp lực lớn hơn trên các tế bào ung thư thay vì chỉ điều trị hóa trị, tăng thân nhiệt từ tính bổ sung được sử dụng trên các tế bào ung thư.

Hydroxyapatit (HAp) là một chất được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng y sinh do các ưu điểm của nó về hoạt tính sinh học và khả năng tương thích sinh học. HAp đã được nghiên cứu dẫn nhiều loại thuốc khác nhau như axit amin, steroid, hormone, protein, vắc-xin, phenolic, axit acetylsalicylic, gen, kháng nguyên, enzym, kháng sinh và thuốc chống ung thư.

Với ứng dụng của hydroxyapatit xốp, vật liệu lai SPION/HAp được sử dụng như vật liệu nền để cố định các loại thuốc chống ung thư sẽ được giải phóng cục bộ. Các hạt nano SPIONs sẽ được ứng dụng trong điều trị ngay cả đối với các tế bào khối u kháng hóa trị và kháng xạ.

Ung thư bàng quang là bệnh lý ác tính thường gặp ở cơ quan tiết niệu sinh dục (bao gồm thận, niệu quản, bàng quang, tuyến tiền liệt, niệu đạo…). Phương pháp điều trị chủ yếu dựa trên hóa trị với hiệu quả điều trị không thay đổi. GS.TS Đinh Thị Mai Thanh và cộng sự đã tổng hợp thành công composit mới (SPION/HAp, SPION/HAp/Cu và SPION/HAp/Cu/5-FU) dựa trên các hạt nano oxit sắt siêu thuận từ, hydroxyapatit, đồng và thuốc chống ung thư cho phép tăng thân nhiệt từ tính cục bộ nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư bàng quang.

Vật liệu mới tổng hợp đã được thử nghiệm khảo sát sự thay đổi nhiệt độ dưới từ trường xoay chiều, các mẫu đều có thể đạt đến nhiệt độ điều trị. Nhóm nghiên cứu đã xác định nồng độ phù hợp của các mẫu vật liệu để thu được hiệu quả khi tiếp xúc với tế bào ung thư, xác định được hoạt tính và đánh giá khả năng gây độc tế bào của vật liệu SPION/HAp/Cu biến tính với 5-FU trên tế bào ung thư.

Kết quả của nghiên cứu đã chứng minh giả thuyết của các nhà khoa học về tác dụng hiệp đồng của tăng thân nhiệt từ tính, kết hợp với các tác nhân chống ung thư trong việc phá hủy các tế bào ung thư là đúng.

Hình ảnh vật liệu mới tổng hợp ở các dạng rắn (hình a), dạng huyền phù (hình b), hình ảnh kính hiển vi điện tử quét SEM của vật liệu (hình c) và ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua TEM của vật liệu (hình d). Ảnh: Nhóm nghiên cứu

GS.TS Đinh Thị Mai Thanh cho biết, hướng nghiên cứu này có khả năng ứng dụng cao vì các tiền chất tổng hợp vật liệu đều là những hóa chất có giá thành không cao, quá trình tổng hợp đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị hiện đại.

Những kết quả nghiên cứu này cho thấy, vật liệu nanocomposit SPION/HAp có khả năng mang thuốc chống ung thư bàng quang, mở ra triển vọng nghiên cứu tiềm năng khác trong việc ứng dụng làm chất mang trong điều trị ung thư buồng trứng, gan…