Xem những phân tử nano khoan vỡ tan tế bào ung thư chỉ trong 1 phút

Giải Nobel Hóa học năm 2016 được trao cho 3 nhà khoa học, những người tạo ra được chiếc xe 4 bánh có kích thước nhỏ tương đương một phân tử. Đây là minh chứng cho thấy thời đại ứng dụng những cỗ máy nano vào y học đang tiến đến rất gần.

Mới đây, một nhóm các nhà khoa học lại vừa công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature, nói rằng họ đã chế tạo thành công những chiếc tàu ngầm nano.

Còn ấn tượng hơn cả kích thước bé nhỏ của nó, chiếc tàu ngầm này mang trên mình một mũi khoan quay ở tốc độ 2-3 triệu vòng/giây. Nó có khả năng đục thủng tế bào ung thư, tạo điều kiện cho việc phân phối thuốc hoặc cũng có thể lập tức giết chết chúng, chỉ trong vòng 1 phút.

Những chiếc tàu ngầm nano có khả năng khoan nổ tế bào ung thư trong 1 phút

"Những cỗ máy nano này rất rất nhỏ, chúng ta có thể xếp chỗ đậu cho 50.000 chiếc trên đường kính của một sợi tóc”, giáo sư James Tour đến từ Đại học Rice cho biết.

Chúng thực chất là một phân tử có hình dạng đặc biệt, giống rotor trong động cơ. Các nguyên tử của nó có khả năng di chuyển theo một hướng, vì vậy, cho phép tạo thành một mũi khoan quay ở tốc độ cực kỳ cao.

Ở tốc độ quay 2-3 triệu vòng/giây, các phân tử này có thể chống lại chuyển động Brown, thứ khiến cho mọi thứ trong thế giới vi mô chuyển động ngẫu nhiên và cực kỳ hỗn loạn. Và cũng bởi có thể di chuyển theo một hướng nhất định, các phân tử có thể trở thành những chiếc tàu ngầm siêu nhỏ phục vụ mục đích y tế.

Theo bài báo trên tạp chí Nature, các nhà khoa học đã thử cho hạm đội “tàu ngầm” của họ khoan trên nhiều loại tế bào, bao gồm tế bào ung thư tiền liệt tuyến ở người. Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng chúng có khả năng định vị và tiến đến các tế bào trong điều kiện bình thường.

Thế nhưng, để có thể khoan thủng các tế bào ung thư, các tàu ngầm nano sẽ cần được chiếu sáng cực tím. Những gì diễn ra sau đó được quay phim lại thông qua kính hiển vi điện tử.

Nó cho thấy các tế bào bị bao vây bởi các tàu ngầm nano. Chúng xuyên thủng lỗ chỗ tế bào ung thư, tạo ra những bong bóng bên ngoài bề mặt và cuối cùng giết chết chúng. Mọi chuyện diễn ra trong vòng từ 1-3 phút.

Cảnh những chiếc tàu ngầm nano giết chết hai tế bào ung thư dưới ánh sáng cực tím

"Nhiều năm về trước, tôi chưa bao giờ từng hình dung ra các cỗ máy nano có thể được ứng dụng vào y khoa. Tôi nghĩ rằng chúng quá nhỏ, nhỏ hơn nhiều so với một tế bào thì làm được gì”, giáo sư Tour nói.

“Nhưng bây giờ, công trình này đã thực sự làm thay đổi suy nghĩ của tôi về điều đó. Tôi nghĩ rằng phương pháp là một cách hoàn toàn mới giúp điều trị cho các bệnh nhân. Nó sẽ là một ứng dụng tuyệt vời trong điều trị ung thư, không phải chỉ dừng lại ở việc giết chết ngay tế bào mà còn có thể sửa chữa chúng. Đó là khả năng tương tác với cơ thể con người sử dụng các cỗ máy máy phân tử".

Tiến sĩ Robert Pal đến từ Đại học Durham, cho biết ngoài thử nghiệm với tế bào ung thư tiền liệt tuyến, họ sắp cho các tàu ngầm nano của mình thử khoan vào những khối tế bào ung thư vú và ung thư da.

Sau khi đã thực hiện các thử nghiệm trực tiếp trên tế bào ung thư, họ cũng sẽ tiến tới thử nghiệm trên động vật, ban đầu là vi sinh vật, sau đó là các loài cá và trên chuột.

Các nhà khoa tạo ra những chiếc tàu ngầm nano khoan thủng tế bào ung thư

Một yếu tố cần phải tinh chỉnh trong phương pháp này là ánh sáng sử dụng để chiếu vào những cỗ máy nano. Bởi tia cực tím có thể gây hại cho động vật và cả con người, các nhà khoa học đang tính phương án thay thế nó bằng nguồn sáng hồng ngoại hoặc sóng ở tần số vô tuyến.

"Một khi được phát triển thành công, phương pháp này có thể cung cấp một bước thay đổi tiềm năng trong điều trị ung thư không xâm lấn, và cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót chất lượng cuộc sống của các bệnh nhân trên toàn cầu", tiến sĩ Robert Pal cho biết.

Tham khảo Iflscience, Telegraph