Thiết bị vi lưu giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về ung thư di căn

Tế bào ung thư tuần hoàn thoát khỏi khối ung thư và di chuyển vào máu, có khả năng dẫn đến khối u di căn mới. Tách các tế bào này ra khỏi máu là biện pháp thay thế ít xâm lấn nhất để có thể tìm hiểu ở mức độ cơ bản, chẩn đoán và tiên lượng ung thư di căn. Nhưng hầu hết các nghiên cứu bị hạn chế bởi những khó khăn về kỹ thuật trong việc chụp tế bào ung thư tuần hoàn còn nguyên vẹn với mức độ nhiễm bẩn tối thiểu.

"Một mẫu máu thông thường gồm 7-10 ml máu chỉ chứa một vài tế bào ung thư tuần hoàn", Leidong Mao, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Điện và Máy tính tại trường Đại học Georgia và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết. "Các tế bào này đang ẩn nấp trong máu gồm hàng triệu tế bào bạch cầu. Đây là thách thức để các nhà khoa học có thể nghiên cứu và tìm hiểu về chúng".

Các tế bào ung thư tuần hoàn rất khó phân tách vì trong một mẫu máu gồm vài trăm tế bào này, mỗi tế bào lại có thể có nhiều đặc điểm. Một số giống với tế bào da trong khi một số khác lại giống tế bào cơ. Chúng cũng có thể khác nhau rất nhiều về kích thước. "Mọi người thường so sánh việc tìm kiếm tế bào ung thư tuần hoàn với tìm kim trong đống cỏ khô", Mao nói. "Nhưng đôi khi, kim thậm chí không phải là kim".

Để phân lập nhanh chóng và hiệu quả các tế bào hiếm này phục vụ phân tích, nhóm nghiên cứu đã chế tạo chip vi lưu mới có tên là iFCS để thu thập gần như toàn bộ tế bào ung thư tuần hoàn (99%) trong một mẫu máu, tỷ lệ này cao hơn nhiều so với hầu hết các công nghệ hiện có. Theo Melissa Davis, phó giáo sư sinh học tế bào và phát triển, thiết bị mới có thể tạo sự chuyển biến trong điều trị ung thư vú. Thiết bị cuối cùng có thể cho phép các bác sĩ đánh giá phản ứng của bệnh nhân đối với các phương pháp điều trị cụ thể sớm hơn nhiều so với hiện nay.

Trong khi hầu hết nỗ lực tách các tế bào ung thư tuần hoàn tập trung xác định và phân lập một số tế bào ung thư tuần hoàn trong mẫu máu, thì chip iFCS lại có cách tiếp cận hoàn toàn khác thông qua loại bỏ mọi thứ trong mẫu máu không phải là tế bào ung thư tuần hoàn.

Thiết bị có kích thước tương đương với ổ USB, hoạt động bằng cách dẫn máu qua các rãnh nhỏ hơn đường kính sợi tóc người. Để chuẩn bị mẫu máu để phân tích, nhóm nghiên cứu đã bổ sung các hạt từ tính cỡ micron vào các mẫu. Các tế bào bạch cầu trong mẫu máu tự bám vào các hạt từ tính. Khi máu chảy qua thiết bị, nam châm ở trên và dưới cùng của con chip hút các tế bào bạch cầu và các hạt từ tính của chúng vào một rãnh cụ thể trong khi các tế bào ung thư tuần hoàn tiếp tục di chuyển vào vào một rãnh khác. Thiết bị kết hợp ba bước trong chip vi lưu, một bước tiến khác so với các công nghệ hiện cần những thiết bị độc lập cho những bước khác nhau trong quy trình.

Các nhà nghiên cứu dự kiến thực hiện các bước tiếp theo, bao gồm tự động hóa iFCS và cải tiến để thiết bị phù hợp sử dụng cho các môi trường lâm sàng. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu sẽ tiến tới thủ nghiệm trên bệnh nhân.

N.P.D