Nghiên cứu Y - Dược Thứ năm, ngày 22/7/2021

Vật lý lượng tử giúp tiêu diệt tế bào ung thư

Quá trình chết của tế bào ung thư được kích hoạt trong vòng ba ngày khi tia X được chiếu vào mô khối u có chứa các hạt nano mang iốt. I-ốt giải phóng các điện tử phá vỡ DNA của khối u, dẫn đến chết tế bào.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Phát hiện của các nhà khoa học tại Viện Khoa học Vật liệu-Tế bào Tích hợp (iCeMS) của Đại học Kyoto và các đồng nghiệp ở Nhật Bản và Hoa Kỳ, đã được công bố trên tạp chí Scientific Reports .

Nhà sinh vật học phân tử iCeMS Fuyuhiko Tamanoi, người đứng đầu cuộc nghiên cứu, cho biết: "Để một kim loại tiếp xúc với ánh sáng dẫn đến giải phóng các electron, một hiện tượng được gọi là hiệu ứng quang điện. Lời giải thích về hiện tượng này của Albert Einstein vào năm 1905 đã báo trước sự ra đời của vật lý lượng tử". "Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng cho thấy có thể tái tạo hiệu ứng này bên trong tế bào ung thư."

Một vấn đề lâu nay đối với xạ trị ung thư là nó không hiệu quả tại trung tâm của các khối u, nơi lượng oxy thấp do thiếu các mạch máu thâm nhập sâu vào mô. Chiếu xạ tia X cần oxy để tạo ra oxy phản ứng gây hại DNA khi tia này chiếu vào các phân tử bên trong tế bào.

Tamanoi, cùng với Kotaro Matsumoto và các đồng nghiệp đã cố gắng khắc phục vấn đề này bằng cách tìm ra nhiều cách trực tiếp hơn để phá hủy DNA ung thư. Trong nghiên cứu trước đó, họ đã chỉ ra rằng các hạt nano chứa gadolinium có thể tiêu diệt các tế bào ung thư khi được chiếu tia X 50,25 kiloelectron volt của tia X do đồng bộ tạo ra.

Trong nghiên cứu hiện tại, họ đã thiết kế các hạt nano organosilica xốp, mang iốt. Iốt rẻ hơn gadolinium và giải phóng các electron ở mức năng lượng thấp hơn.

Các nhà nghiên cứu đã phân tán các hạt nano của họ thông qua các khối u cầu, mô 3D chứa nhiều tế bào ung thư. Việc chiếu xạ các khối cầu trong 30 phút với 33,2 keV tia X dẫn đến việc chúng bị phá hủy hoàn toàn trong vòng ba ngày. Bằng cách thay đổi mức năng lượng một cách có hệ thống, họ đã có thể chứng minh rằng hiệu quả tối ưu của việc tiêu diệt khối u xảy ra với tia X 33,2 keV.


Các phân tích sâu hơn cho thấy các hạt nano đã được các tế bào khối u tiếp nhận, khu trú ngay bên ngoài nhân của chúng. Việc chiếu một lượng năng lượng tia X phù hợp vào mô đã thúc đẩy iốt giải phóng các điện tử, sau đó gây ra đứt gãy sợi kép trong DNA hạt nhân, gây ra cái chết của tế bào.

Matsumoto nói: “Nghiên cứu của chúng tôi là một ví dụ quan trọng về việc sử dụng hiện tượng vật lý lượng tử bên trong tế bào ung thư. "Có vẻ như một đám mây electron năng lượng thấp được tạo ra gần DNA, gây ra đứt gãy sợi kép rất khó sửa chữa, cuối cùng dẫn đến cái chết theo chương trình của tế bào."

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu muốn hiểu làm thế nào các electron được giải phóng khỏi các nguyên tử iốt khi chúng tiếp xúc với tia X. Họ cũng đang nghiên cứu đặt i-ốt vào DNA thay vì gần nó để tăng hiệu quả và kiểm tra các hạt nano trên mô hình chuột bị ung thư.

Những người đóng góp chính cho công trình này là Yuya Higashi (iCeMS), Hiroyuki Saitoh (QST) và Toshiki Tajima (UC Irvine, Khoa Vật lý & Thiên văn học) cùng với Tamanoi và Matsumoto.

Nguồn Đại học Kyoto
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact@thuocbietduoc.com.vn