Tin Khoa học - Công nghệ trong nước

Nghiên cứu hiệu ứng quang nhiệt của hạt Nano vàng đa lớp và thử nghiệm trong diệt tế bào ung thư

.

Hiện nay, phẫu trị, hóa trị và xạ trị là 3 liệu pháp chuẩn trong điều trị bệnh ung thư. Ba liệu pháp này ngày càng phát huy mạnh mẽ và có hiệu quả tốt cho người bệnh. Tuy nhiên, nhược điểm của cả ba phương pháp này là điều trị không chọn lọc, có nghĩa là các phương pháp này diệt các tế bào ung thư nhưng đồng thời diệt cả tế bào lành lân cận. Chính vì thế người ta luôn cố gắng tìm các biện pháp chữa trị mới. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, các hạt nano kim loại như: hạt nano vàng, hạt nano bạc, thanh nano vàng, hạt nano vàng đa lớp… có các tính chất quang đặc biệt do hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt. Thiết diện tán xạ và hấp thụ của hạt vàng nano lớn hơn 4-6 bậc thiết diện hấp thụ và huỳnh quang của tâm mầu thường dùng trong hiện ảnh sinh học và y sinh. Vì vậy các nhà khoa học đã rất quan tâm nghiên cứu sử dụng chúng trong các ứng dụng y sinh để tăng độ nhạy của chẩn đoán và hiệu quả điều trị, đặc biệt là chẩn đoán và điều trị ung thư.

 Một trong các biện pháp đang được  nghiên cứu phát triển là dùng các hạt nano hướng đích vào trong khối u để nhả thuốc hoặc sinh nhiệt. Ở Việt Nam, hướng sử dụng các vật liệu nano cho điều trị mới có một số kết quả ban đầu. Nhóm nghiên cứu của TS. Hà Phương Thư, nhóm Vật liệu Nano Y-Sinh, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KHCNVN đã chế tạo thành công hạt nano curcumin mang thuốc điều trị ung thư [Phuong Thu Ha và các tác giả, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol.3 (2012) 035002]. Một số nhóm nghiên cứu hiện đang tiếp tục thử nghiệm chế tạo các hệ dẫn thuốc khác, trong đó có các hệ dẫn thuốc thông minh, ví dụ hệ dẫn thuốc chữa ung thư có khả năng hướng đích có thành phần “dẫn dắt”, thâm nhập nội bào và gây chết tế bào ung thư theo chương trình. Nhóm nghiên cứu của PGS.TS Lê Quang Huấn (Viện Công nghệ sinh học) đã có một số kết quả ban đầu trong việc chế tạo thuốc nano để điều trị ung thư sử dụng DNA được đưa vào liposome [Quang Huan Le và các tác giả, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol.4(2013) 015002]. Đặc biệt, nhóm của GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc (Viện Khoa học vật liệu) đã chế tạo và dùng hạt nano từ Fe3O4 để diệt tế bào ung thư in vitro và in vivo bằng hiệu ứng nhiệt [Lam Dai Tran và các tác giả, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol 371 (1-3), (2010), pp 104-112].

Tuy nhiên, chưa có nhóm nào sử dụng hạt nano vàng và các hạt nano vàng đa lớp để diệt tế bào ung thư bằng quang nhiệt. Để góp phần phát triển hướng công nghệ nano ứng dụng trong y-sinh, đặc biệt là trong việc nghiên cứu ứng dụng các vật liệu nano trong điều trị ung thư chọn lọc, hướng đích, Viện Hàn lâm KH&CN đã giao cho Viện Vật Lý thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hiệu ứng quang nhiệt của hạt nano vàng đa lớp và thử nghiệm trong diệt tế bào ung thư”, trong 2 năm (từ 2014 đến 2015) gia hạn đến 2016, do TS. Vũ Thị Thùy Dương làm chủ nhiệm.

Sau hơn 2 năm thực hiện, đề tài đã chế tạo thành công hạt nano cấu trúc lõi/vỏ (nanoshells) với lớp vỏ vàng (Au), lõi là hạt silica (SiAu) hay hạt từ/silica (FeSiAu). Hạt chế tạo được đơn phân tán trong nước, phổ hấp thụ plasmon nằm trong vùng hồng ngoại gần 600 – 900 nm. Cả hai loại hạt này đều được khảo sát sự thay đổi nhiệt độ ở cùng độ hấp thụ (OD = 12) tại bước sóng laser kích thích 808 nm, nhiệt độ mẫu được tiên hạt SiAu và hạt FeSiAu tăng lên được 120C và 110C so với mẫu đối chứng. Ngoài ra, hạt nano vàng cấu trúc lõ vỏ này dễ dàng hoạt hóa với phân tử sinh học để làm chất đánh dấu hiện ảnh các tế bào ung thư. Đề tài cũng đã thử nghiệm thành công việc sử dụng các hạt nano SiAu và FeSiAu trong diệt tế bào ung thư BT474 (Thuộc dòng tế bào ung thư vú). Vùng tế bào được chiếu bằng laser hồng ngoại 808 nm sau 4 phút với mật độ công suất chiếu 7,3 W/cm2 tế bào ung thư đã bị tiêu diệt (bị nhộm màu xanh đen), còn vùng bên cạnh không bị chiếu laser nên tế bào ung thư không bị tiêu diệt (không bị nhuộm màu) (HÌnh c). Các kết quả thí nghiệm cho thấy việc kết hợp các phức hệ hạt nano SiAu, FeSiAu cùng với một nguồn laser hồng ngoại có thể tiêu diệt được tế bào ung thư. Tuy nhiên đây là hướng mới cần được nghiên cứu thêm đối với ứng dụng của hạt nano vàng đa lớp vừa làm chất đánh dấu hiện ảnh và vừa điều trị bệnh (đốt từ, quang nhiệt…).

vttduongsb2

Từ những kết quả nghiên cứu khoa học đạt được, nhóm nghiên cứu đã công bố 3 bài báo, trong đó có 01 bái báo đăng trên tạp chí quốc tế thuộc danh mục ISI và 02 bài đăng trên tạp chí và kỷ yếu hội nghị trong nước, cụ thể:
(1) Vu T.T.Duong, Anh D. Phan, Nghiem T.H.Lien, Do T. Hue, Do Q.Hoa, Do T.Nga, Tran H. Nhung and Nguyen A.Viet, Near-Infrared photothermal response of plasmonic gold-coated nanoparticles in tissues, Phys. Status Solidi A 2017, 1700564.
(2) Trịnh Thị Thương, Vũ Thị Thùy Dương, Vũ Dương, Nguyễn Thị Thùy, Nghiêm Thị Hà Liên, Đỗ Quang Hòa và Trần Hồng Nhung, Hiệu ứng Plasmon của hạt nano vàng cấu trúc lõi vỏ trong mô, Proc. AOPSA, ISSN 1859-4271, 391-396 (2015).
(3) Vu Thi Thuy Duong, Trinh Thi Thuong, Nghiem Thi Ha Lien, Do Quang Hoa and Tran Hong Nhung, Study the light – to - heat conversion of gold nanoshells and nanorods in tissues, Communications in Physics, Vol. 24, No. 3S2 (2014), pp. 83-88, DOI:10.15625/0868-3166/24/3S2/5053.

Ngày 09 tháng 02 năm 2018 Hội đồng Khoa học và Công nghệ cấp Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã đánh giá nghiệm thu đề tài, với kết quả xếp loại Khá.

Nguồn tin: TS. Vũ Thị Thùy Dương
Xử lý tin: Minh Tâm

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".