Hy vọng mới: Điều trị ung thư từ ánh sáng đèn LED

Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp điều trị ung thư mới sử dụng ánh sáng đèn LED và vật liệu nano thiếc. Ảnh: Getty Images

Trong nhiều thập kỷ, điều trị ung thư luôn là thách thức lớn của y học hiện đại. Các phương pháp phổ biến như hóa trị, xạ trị hay phẫu thuật dù mang lại hiệu quả nhất định nhưng thường gây ra nhiều tác dụng phụ nghiêm trọng, ảnh hưởng lớn đến thể chất và tinh thần người bệnh. Trước thực tế đó, các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm những phương pháp mới có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư một cách chọn lọc, giảm thiểu tổn thương cho cơ thể.

Mới đây, nhóm nghiên cứu liên kết giữa Đại học Texas tại Austin (Mỹ) và Đại học Porto (Bồ Đào Nha) đã phát triển một liệu pháp điều trị ung thư bằng ánh sáng đèn LED kết hợp vật liệu nano thiếc (SnOx nanoflakes). Theo công bố trên tạp chí khoa học ACS Nano, phương pháp này có thể tiêu diệt tới 92% tế bào ung thư da và 50% tế bào ung thư đại trực tràng chỉ sau 30 phút chiếu sáng, trong khi tế bào da khỏe mạnh hoàn toàn không bị ảnh hưởng.

Phát hiện này hứa hẹn mở ra một hướng điều trị an toàn, ít tốn kém và dễ tiếp cận hơn cho người bệnh trên toàn thế giới.

Hệ thống đèn LED quang nhiệt cận hồng ngoại của các nhà nghiên cứu kích hoạt các hạt nano SnOx có tác dụng làm nóng và vô hiệu hóa các tế bào ung thư (màu xanh lá cây: tế bào sống; màu đỏ: tế bào bị tiêu diệt bởi liệu pháp quang nhiệt). Nguồn: Đại học Texas (Austin)

Đột phá từ sự kết hợp giữa vật liệu nano và ánh sáng LED

Phát biểu về kết quả nghiên cứu, giáo sư Jean Anne Incorvia, Trường Kỹ thuật Cockrell thuộc Đại học Texas tại Austin cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra một phương pháp điều trị không chỉ hiệu quả mà còn an toàn và dễ tiếp cận. Với sự kết hợp giữa ánh sáng LED và vật liệu SnOx, chúng tôi có thể nhắm chính xác vào tế bào ung thư mà không làm tổn hại đến mô lành”.

Theo nhóm nghiên cứu, nền tảng của phương pháp mới dựa trên liệu pháp quang nhiệt cận hồng ngoại (near-infrared photothermal therapy) - kỹ thuật sử dụng ánh sáng để sinh nhiệt, từ đó phá hủy tế bào ung thư mà không cần phẫu thuật hay hóa chất độc hại. Tuy nhiên, khác với các phương pháp quang trị liệu hiện nay thường đòi hỏi tia laser công suất cao và thiết bị phòng thí nghiệm đắt tiền, công nghệ mới sử dụng đèn LED rẻ tiền, dễ sản xuất và an toàn hơn.

Ngoài ra, việc sử dụng các mảnh thiếc ôxít siêu mỏng giúp tăng khả năng hấp thụ và chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành nhiệt năng một cách chính xác, nhờ đó chỉ tập trung tiêu diệt tế bào ung thư mà không gây bỏng hay hủy hoại vùng mô xung quanh.

Hướng tới điều trị an toàn, chi phí thấp

Ung thư hiện là nguyên nhân tử vong đứng thứ hai trên toàn cầu, với hàng triệu ca mắc mới mỗi năm. Mặc dù các tiến bộ y học đã kéo dài tuổi thọ cho bệnh nhân, nhưng chi phí điều trị và tác dụng phụ vẫn là gánh nặng lớn.

Ông Artur Pinto, nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật, Đại học Porto, người phụ trách dự án tại Bồ Đào Nha cho biết: “Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là đưa công nghệ này đến với bệnh nhân ở mọi nơi, đặc biệt là những khu vực thiếu thiết bị y tế hiện đại, với chi phí thấp hơn và ít tác dụng phụ hơn. Với ung thư da, chúng tôi hy vọng trong tương lai, liệu pháp này có thể được thực hiện ngay tại nhà”.

Ông Pinto cho biết thêm, trong tầm nhìn dài hạn, nhóm sẽ phát triển các thiết bị di động cỡ nhỏ, có thể đặt lên vùng da sau phẫu thuật để chiếu sáng, tiêu diệt những tế bào ung thư còn sót lại và ngăn ngừa tái phát. Điều này không chỉ giúp giảm áp lực cho hệ thống y tế mà còn mang lại sự thuận tiện và tâm lý tích cực hơn cho bệnh nhân.

Giáo sư Jean Anne Incorvia và nhà nghiên cứu Artur Pinto tại một phòng thí nghiệm ở Bồ Đào Nha. Ảnh: Đại học Texas (Austin)

Dự án này là một phần của Chương trình UT Austin Portugal – sáng kiến hợp tác khoa học và công nghệ giữa Đại học Texas và Quỹ Khoa học và Công nghệ Bồ Đào Nha (FCT). Chương trình được khởi động cách đây 17 năm nhằm thúc đẩy nghiên cứu liên ngành giữa các nhà khoa học Mỹ và Bồ Đào Nha trong các lĩnh vực công nghệ tiên tiến, y sinh, năng lượng và vật liệu mới.

Từ năm 2021, giáo sư Incorvia và nhà nghiên cứu Pinto đã tiến hành trao đổi học thuật, thí nghiệm song song giữa hai quốc gia, kết hợp chuyên môn về kỹ thuật điện tử, vật liệu nano và sinh học tế bào để mở rộng khả năng ứng dụng của liệu pháp ánh sáng trong điều trị ung thư. Gần đây, nhóm nghiên cứu cũng đã nhận thêm nguồn tài trợ mới để phát triển một thiết bị cấy ghép hỗ trợ điều trị ung thư vú, sử dụng cùng công nghệ LED và vật liệu nano thiếc.

Hồng Nhung