Ung thư là nguyên nhân hàng đầu gây bệnh tật và tử vong ở Úc, khoảng 150.000 người Úc được chẩn đoán bị mắc bệnh hàng năm. Những người nghi ngờ mắc bệnh ung thư, đặc biệt là ở các cơ quan như gan, ruột kết hoặc thận thường phải phẫu thuật để lấy sinh thiết chẩn đoán bệnh.

 Thiết bị Static Droplet Microfluidic có thể phát hiện nhanh chóng các tế bào khối u tuần hoàn. Ảnh Ảnh TS Majid Warkiani.

GS Majid Warkiani thuộc Trường Kỹ thuật Y sinh UTS cho biết, sinh thiết gây khó chịu cho bệnh nhân, tăng nguy cơ biến chứng do phẫu thuật và chi phí điều trị cao hơn, nhưng chẩn đoán ung thư chính xác có ý nghĩa quan trọng để điều trị hiệu quả.

“Kiểm soát ung thư trên cơ sở đánh giá các tế bào khối u trong các mẫu máu ít xâm lấn hơn nhiều so với lấy sinh thiết mô. Kỹ thuật này cho phép các bác sĩ thực hiện các xét nghiệm lặp lại nhiều lần và theo dõi phản ứng của bệnh nhân đối với tiến trình điều trị,” ông nói.

Thiết bị Static Droplet Microfluidic có thể phát hiện nhanh chóng những tế bào khối u tuần hoàn (CTC), xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn máu ngoại biên chịu trách nhiệm cho di căn. Phát hiện nhạy cảm CTC từ những mẫu lâm sàng có thể đóng vai trò là phương pháp hiệu quả trong chẩn đoán và tiên lượng ung thư thông qua mẫu máu. Thiết bị này sử dụng một dấu hiệu trao đổi chất duy nhất của bệnh ung thư để phân biệt các tế bào khối u với các tế bào máu bình thường.

Nghiên cứu của nhóm nhà khoa học Úc, có tiêu đề “Sàng lọc nhanh hoạt động trao đổi chất của các tế bào ung thư thông qua vi lỏng nhỏ giọt tĩnh thông lượng cao,” được công bố trên tạp chí khoa học được bình duyệt “Biosensors and Bioelectronics.”

GS Warkiani cho biết: “Vào những năm 1920, Otto Warburg phát hiện được, các tế bào ung thư tiêu thụ nhiều glucose và do đó tạo ra nhiều lactate hơn. Thiết bị của chúng tôi giám sát sự tăng lactate của các tế bào đơn lẻ bằng phương pháp sử dụng thuốc nhuộm huỳnh quang, nhạy cảm với độ pH để phát hiện quá trình axit hóa xung quanh các tế bào.”

 “Một tế bào khối u duy nhất có thể tồn tại giữa hàng tỷ tế bào máu chỉ trong một mililit máu nên rất khó phát hiện. Công nghệ phát hiện mới có 38.400 buồng, có khả năng cô lập và phân loại số tế bào khối u hoạt động trao đổi chất.”

Ông giải thích, sau khi các tế bào khối u được phân loại và xác định bằng thiết bị, những tế bào này được phân tích di truyền và phân tử để hỗ trợ chẩn đoán và phân loại ung thư, đồng thời cho phép bác sĩ thông báo kế hoạch điều trị được cá nhân hóa.

Các tế bào khối u tuần hoàn là tiền thân của quá trình di căn, đưa ung thư di chuyển đến các cơ quan khác trong cơ thể và là nguyên nhân của 90% trường hợp tử vong liên quan đến ung thư. Nghiên cứu những tế bào này có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc về sinh học của sự di căn ung thư, cung cấp cơ sở dữ liệu cho nghiên cứu phát triển của các phương pháp điều trị mới.

Nhưng công nghệ sinh thiết lỏng hiện nay đòi hỏi mất nhiều thời gian, có chi phí cao và phụ thuộc vào người thực hiện lành nghề, hạn chế ứng dụng mở rộng của biện pháp trong môi trường lâm sàng.

Công nghệ mới được thiết kế để tích hợp vào phòng thí nghiệm nghiên cứu và lâm sàng mà không cần phụ thuộc vào thiết bị cao cấp và người vận hành được đào tạo. Lợi thế này sẽ cho phép các bác sĩ chẩn đoán và theo dõi quá trình điều trị bệnh nhân ung thư thuận tiện, nhanh chóng, trực quan, giúp tiết kiệm chi phí.

Nhóm nghiên cứu của UTS đã nộp bằng sáng chế tạm thời cho thiết bị vi lỏng giọt tĩnh và bắt đầu lên kế hoạch thương mại hóa sản phẩm.