Hướng đi mới trong điều trị ung thư

Chữa trị ung thư cá nhân hóa

Đứng đầu trong danh sách các phát minh nổi bật là vaccine mRNA cá thể hóa. Theo các tạp chí y khoa The New England Journal of Medicine và The Lancet, công trình nghiên cứu quy mô toàn cầu này do bác sĩ, Tiến sĩ David Berman (Giám đốc phát triển y khoa tại Công ty Công nghệ sinh học Moderna) phối hợp cùng đội ngũ nghiên cứu tại Đại học Y khoa Harvard, Viện ung thư Dana-Farber và Tập đoàn Dược phẩm Merck (Đức) tiến hành.

Phòng kiểm nghiệm vaccine của Công ty công nghệ sinh học Moderna, Mỹ, một trong những đơn vị tham gia phát minh ra vaccine mRNA cá thể hóa. Ảnh: MODERNA

Được phát triển dựa trên nền tảng giải mã trình tự gene khối u và ứng dụng công nghệ chỉnh sửa gene CRISPR, loại vaccine thế hệ mới này hoạt động như một hệ thống "định vị sinh học".

Khi đưa vào cơ thể, vaccine cung cấp mã di truyền giúp hệ miễn dịch nhận diện chính xác các tân kháng nguyên, những dấu vết độc bản chỉ xuất hiện trên tế bào ung thư của riêng bệnh nhân đó.

Dữ liệu lâm sàng giai đoạn 3 được công bố tại ESMO chứng minh khi kết hợp vaccine mRNA cá thể hóa với các thuốc miễn dịch hiện hành, nguy cơ tái phát bệnh hoặc tử vong ở bệnh nhân ung thư hắc tố (melanoma) và ung thư phổi sau phẫu thuật giảm gần 50%.

Thành tựu này đánh dấu lần đầu tiên trong lịch sử y học, một liệu pháp miễn dịch cá thể hóa đạt được hiệu quả răn đe khối u bền vững. Kết quả đó mở ra kỳ vọng biến ung thư thành bệnh lý mạn tính có thể kiểm soát.

Một hướng đi y khoa đầy triển vọng khác trong điều trị ung thư cũng được giới thiệu tại ESMO là kỹ thuật "hóa học click" (Click Chemistry), do các nhà khoa học Mỹ là tiến sĩ Jose Manuel Oneto và các nhà khoa học đoạt giải Nobel thuộc Đại học Stanford phát minh.

Thông qua phương pháp này, các nhà khoa học đã chế tạo thành công các tiền chất thuốc thông minh có khả năng di chuyển an toàn và vô hại trong máu. Chỉ đến khi các tiền chất này tiếp xúc và bao vây chính xác các tế bào ác tính tại vị trí khối u, phản ứng hóa học mới tự kích hoạt. Khi đó chúng "tự lắp ráp" thành các phức hợp tiêu diệt ung thư liều cao.

Ưu điểm vượt trội của công nghệ "tự lắp ráp" này chính là tính định hướng tuyệt đối. Thuốc giải phóng độc tính bên trong tế bào ung thư, qua đó hạn chế ảnh hưởng đến các mô lành. Nếu tiếp tục được xác nhận, phương pháp có thể giảm các tác dụng phụ của hóa trị như rụng tóc, buồn nôn, suy tủy.

Vai trò của hạ tầng công nghệ và AI

Rào cản lớn nhất hiện nay của y học chính xác là xử lý lượng dữ liệu gene khổng lồ. Để phát triển vaccine mRNA cá thể hóa hay thiết kế các liệu pháp theo "hóa học click", các nhà khoa học phải giải mã hàng tỷ cặp bộ gene từ mẫu sinh thiết khối u. Quá trình này đòi hỏi năng lực tính toán cực lớn từ các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) và các siêu máy tính sinh học.

Theo các tạp chí Science và Nature Genetics, AI giúp rút ngắn thời gian phân tích dữ liệu gene khối u từ nhiều tuần xuống vài giờ. Các thuật toán học sâu sàng lọc hàng triệu đột biến di truyền để xác định tân kháng nguyên có khả năng kích hoạt miễn dịch.

Công nghệ lưu trữ và truyền dữ liệu quang học cũng đang được nghiên cứu nhằm tăng tốc trao đổi dữ liệu giữa các máy chủ AI, đồng thời giảm điện năng tiêu thụ so với các trung tâm dữ liệu truyền thống dùng ổ cứng từ tính.

Các máy chủ AI xử lý dữ liệu y tế vận hành liên tục với mật độ công suất cao, nên cần giải pháp làm mát hiệu quả. Việc ứng dụng các vật liệu làm mát thụ động và linh kiện tản nhiệt bán dẫn giúp hạ nhiệt vi xử lý, giảm nhu cầu dùng quạt hay điều hòa công nghiệp.