Thử máu chẩn đoán sớm ung thư bằng... sóng âm thanh

Mới đây, các nhà khoa học đã phát triển một cách mới để kiểm tra máu bằng sóng âm thanh. Phát minh này hứa hẹn cho ra đời một bộ dụng cụ kiểm tra di động nhỏ gọn, đơn giản, chính xác và nhanh chóng hơn nhiều so với những thiết bị đang được sử dụng hiện nay.

Các thử nghiệm này tập trung vào exosome - các “gói nhỏ” được tế bào thải ra, có nhiệm vụ vận chuyển thông tin đến khắp các phần trong cơ thể, trong đó có cả những thông tin về bệnh tật. Nếu chặn đứng được sự vận chuyển của những gói tin tức này, chúng ta có thể tìm hiểu được rất nhiều điều về sức khoẻ của cơ thể.

Theo các nhà nghiên cứu thì những phương pháp xét nghiệm hiện tại như quay ly tâm tốc độ cao hay gắn thẻ tế bào bằng hóa chất, có nguy cơ làm hỏng các mẫu máu trên đường vận chuyển. Nhưng điều này sẽ không xảy ra với công nghệ xét nghiệm máu mới được phát triển, nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế cho biết.

Một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu – ông Ming Dao thuộc Học viện Công nghệ Massachusetts, cho biết: "Thử máu bằng sóng âm rất tiện lợi vì sóng âm thanh vô cùng nhẹ. Khi bị tác dụng lực, các hạt phân tử âm thanh chỉ mất khoảng một giây hoặc ít hơn để tách ra, đây là một lợi thế lớn".

Tìm ra phương pháp thử máu mới. (Ảnh: Shutterstock).

Quy trình thử máu mới này dựa trên những nghiên cứu mà nhóm nghiên cứu đã thực hiện vào năm 2014 khi lần đầu tiên, họ tách được tế bào bằng cách cho tế bào tiếp xúc với sóng âm khi chúng di chuyển qua một rãnh nhỏ.

Thiết bị mới phân loại tế bào bằng sóng âm, bao gồm một kênh dẫn vi lưu tiếp xúc với hai bộ cảm biến âm thanh được đặt nghiêng. Khi sóng âm do các bộ cảm biến này phát ra gặp nhau, chúng hình thành các sóng đứng tạo nên một chuỗi các điểm nút áp lực.

Mỗi khi một tế bào hoặc hạt di chuyển qua kênh dẫn vi lưu và chạm vào một nút, áp lực định hướng tế bào di chuyển ra xa vùng trung tâm. Quãng đường di chuyển của tế bào phụ thuộc vào kích thước và các tính chất khác như tính nén, do đó, có thể tách các tế bào có kích thước khác nhau khi chúng di chuyển đến cuối kênh dẫn vi lưu.

Để tách exosome, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị với hai bộ phận nối tiếp nhau. Đầu tiên, sóng âm được sử dụng để loại bỏ các tế bào và tiểu cầu khỏi mẫu máu. Sau đó, mẫu máu được đưa vào bộ phận thứ hai sử dụng các sóng âm tần số cao hơn để tách exosome từ các túi ngoại bào lớn hơn. Và chỉ mất gần 25 phút để thiết bị này xử lý một mẫu máu không pha loãng cỡ 100 microlit.

"Những exosome này thường chứa các phân tử cụ thể, đây là những dấu hiệu cho biết những bất thường đang diễn ra trong cơ thể. Nếu chúng ta tách nó ra khỏi máu, chúng ta có thể thực hiện các phân tích sinh học và xem những thứ ẩn chứa bên trong nó”, nhà nghiên cứu Ming Dao cho biết.

Trước đây, exosome đã từng được xem là dấu hiệu của bệnh ung thư, các vấn đề về thận và bệnh thoái hóa thần kinh và vô số những vấn đề sức khoẻ khác. Vì vậy nếu chúng ta có thể nhờ thiết bị mới để tách exosome ra khỏi cơ thể một cách dễ dàng và nhanh chóng thì đây quả thực là một chiến thắng lớn cho giới nghiên cứu.

Phương pháp này ít mang tính xâm lấn hơn sinh thiết mô và nó cũng rất chính xác. Theo ông Tony Jun Huang, thành viên nhóm nghiên cứu đến từ Trường Đại học Duke, kỹ thuật mới này có thể giải quyết những hạn chế của công nghệ thử máu hiện tại ở nhiều điềm, như khó khăn trong quá trình tách exosome, thời gian xử lý dài, sự không nhất quán, năng suất thấp, nhiễm bẩn, và tính không toàn vẹn của exosome.

“Chúng tôi muốn chiết xuất exosome với chất lượng cao chỉ bằng cách đơn giản như ấn một cái nút và nhận được các mẫu mong muốn trong vòng 10 phút”, ông cho biết thêm.

Cách chiết xuất exosome. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu).

Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch áp dụng công nghệ này để xác định các chỉ số sinh học thể hiện tình trạng bệnh tật. Ngoài ra, các nhà khoa học còn được nhận tài trợ từ Viện Y tế quốc gia để nghiên cứu các dấu hiệu liên quan đến hiện tượng dị tật thai nhi cũng như chẩn đoán các vấn đề sức khỏe khác.

"Khả năng tuyệt vời của phương pháp này là nó có thể tách những túi tế bào có kích cỡ nano mà về cơ bản không làm thay đổi các đặc tính sinh học hoặc tính chất vật lý của chúng. Đặc biệt công nghệ cũng mang lại những khả năng hấp dẫn để phát triển các phương pháp mới cho việc đánh giá sức khoẻ con người cũng như sự khởi phát và tiến triển của bệnh tật", nhà nghiên cứu Subra Suresh thuộc Trường Đại học Kỹ thuật Nanyang ở Singapore phát biểu.