Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một sự khác biệt tò mò giữa DNA từ các tế bào ung thư và từ các tế bào khỏe mạnh, và phát hiện này có thể dẫn đến một xét nghiệm máu mới về ung thư.
Sự khác biệt? Theo một nghiên cứu mới, DNA ung thư có ái lực khá mạnh với vàng. Các tính năng này dường như là phổ biến đối với DNA ung thư nói chung, bất kể loại ung thư, các nhà nghiên cứu cho biết.
Tận dụng phát hiện này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một thử nghiệm mới sử dụng hạt nano vàng để phát hiện ung thư. Các hạt vàng thay đổi màu sắc tùy thuộc vào việc có hay không DNA ung thư. Kết quả là một thử nghiệm đơn giản và nhanh chóng có thể phát hiện ung thư chỉ trong 10 phút, theo nghiên cứu, được công bố hôm nay (4/12) trên tạp chí Nature Communications.
"Bạn có thể phát hiện nó bằng mắt - đơn giản như vậy", tác giả nghiên cứu cao cấp Matt Trau, giáo sư và lãnh đạo nhóm cao cấp tại Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ nano của Đại học Queensland, cho biết trong một tuyên bố.
Tuy nhiên, công việc này chỉ là sơ bộ và cần nhiều nghiên cứu hơn trước khi thử nghiệm này có thể hữu ích cho bệnh nhân, các chuyên gia bên ngoài nói với Live Science.
Ung thư DNA "methylscape"
Nghiên cứu mới tập trung vào "epigenome", hoặc sửa đổi hóa học đối với DNA làm bật gen "hoặc" tắt ". Những sửa đổi này không làm thay đổi trình tự DNA, mà thay vào đó ảnh hưởng đến cách các tế bào "đọc" gen. Một ví dụ về sự thay đổi biểu sinh là methyl hóa DNA, bổ sung nhóm methyl hoặc "nắp hóa học" vào một phần của phân tử DNA. Sửa đổi này ngăn chặn một số gen nhất định được thể hiện.
Nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng mô hình methyl hóa DNA trong các tế bào ung thư khác với mô hình của các tế bào khỏe mạnh. Cụ thể, DNA ung thư có các nhóm methyl ở các vị trí cụ thể và hầu như không có methyl hóa ở nơi khác, trong khi các nhóm methyl của DNA bình thường trải đều hơn trên toàn bộ bộ gen. Các nhà nghiên cứu gọi mô hình methyl hóa này là "cảnh quan methyl hóa" hay "methylscape".
Và mặc dù "methylscape" này có thể đóng vai trò là dấu ấn sinh học cho bệnh ung thư, các nhà nghiên cứu không có cách nào tốt để phát hiện ra nó.
Vì vậy, thay vì tập trung vào quá trình methyl hóa, các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu mới đã xem xét quá trình methyl hóa đã làm gì đối với cấu trúc tổng thể và tính chất hóa học của DNA ung thư.
Các nhà điều tra phát hiện ra rằng methylscape của DNA ung thư khiến các đoạn DNA gấp lại thành "cấu trúc nano" 3D có ái lực với vàng. Ngược lại, DNA bình thường gấp theo một cách hơi khác, điều này không dẫn đến ái lực mạnh như vậy đối với vàng, các nhà nghiên cứu cho biết.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một thử nghiệm khai thác khả năng DNA ung thư này để bám vào vàng. Nếu có DNA ung thư, các hạt nano vàng sẽ chuyển sang màu khác so với khi không có DNA ung thư. Xét nghiệm có thể sử dụng "DNA tự do lưu hành" hoặc DNA được giải phóng vào máu từ ung thư hoặc tế bào khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ của họ trên khoảng 200 mẫu từ bệnh nhân ung thư và người khỏe mạnh, phát hiện ra rằng xét nghiệm này chính xác đến 90% trong việc phát hiện ung thư.
Xét nghiệm ung thư mới?
Tiến sĩ Jeffrey Weber, phó giám đốc Trung tâm Ung thư Perlmutter tại Langone Health của Đại học New York, đã gọi nghiên cứu mới này là "khoa học vĩ đại" và hoan nghênh ý tưởng tìm cách phát hiện methylscape DNA ung thư. Tuy nhiên, Weber, người không tham gia vào nghiên cứu, cho biết công việc này "chỉ là khởi đầu". Ông nói thêm rằng các nghiên cứu lớn hơn là cần thiết để đánh giá độ chính xác của xét nghiệm, cũng như liệu nó có thể hữu ích cho bệnh nhân hay không, so với các xét nghiệm hiện có.
"Sẽ có rất nhiều công việc để biến loại này thành một thứ thực sự hữu ích về mặt lâm sàng", Weber nói với Live Science.
Joyce Ohm, phó giáo sư ung thư tại Trung tâm Ung thư toàn diện Roswell Park ở Buffalo, New York, đã đồng ý rằng công trình này là "một tiến bộ tiềm năng thú vị" trong việc tìm kiếm một dấu ấn sinh học chung cho bệnh ung thư. Nhưng bà nói thêm rằng nghiên cứu này là "rất bằng chứng về nguyên tắc tại thời điểm này."
Hiện tại, xét nghiệm chỉ phát hiện sự hiện diện của ung thư, không phải loại ung thư. Các nhà nghiên cứu cho biết cũng chưa rõ chính xác mức độ DNA ung thư cần phải cao đến mức nào để xét nghiệm có thể hoạt động, điều này sẽ ảnh hưởng đến việc quá trình phát hiện bệnh trong giai đoạn đầu của bệnh.
Ở dạng hiện tại, xét nghiệm sẽ ít được áp dụng như xét nghiệm sàng lọc, với điều kiện là nó không thể phát hiện các loại ung thư, Ohm nói với Live Science. Nhưng nếu kỹ thuật này được phát triển hơn nữa, có lẽ ứng dụng tiềm năng nhất sẽ là theo dõi các bệnh nhân ung thư hiện tại để tái phát bệnh, bà nói.
Các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng xét nghiệm của họ cần nghiên cứu thêm, "nhưng nó thực sự thú vị như một" dấu hiệu phổ biến "của bệnh ung thư," Trau nói trong tuyên bố. Nó cũng hấp dẫn "như một công nghệ rất dễ tiếp cận và rẻ tiền, không yêu cầu các thiết bị dựa trên phòng thí nghiệm phức tạp như giải trình tự DNA", ông nói.
