6. Giả thuyết khoa học
3.4.1. Sử dụng hạt nano vàng làm chất đánh dấu tăng độ tương phản của
Chẩn đoán/ phát hiện ung thƣ sử dụng kỹ thuật hiện ảnh quang học nhƣ OCT (optical coherence tomography) hay hiển vi đồng tiêu phản xạ hiện ảnh hiển vi của mô và tế bào thƣờng bị hạn chế bởi khả năng phát hiện sự thay đổi của tế bào và mô bởi sinh chất ung thƣ. Một tiến bộ vƣợt bậc là dùng chất đánh dấu cung cấp các tín hiệu của đặc trƣng phân tử của mô bệnh và do đó là tính chất phân tử và giải phẫu của bệnh. Hạt vàng có thiết diện tán xạ plasnmon rất mạnh (vài bậc cao hơn các chất đánh dấu thông thƣờng), vì vậy chúng đang đƣợc nghiên cứu sử dụng nhƣ một đầu dò và chất đánh dấu quang học để phát hiện ung thƣ bằng hiện ảnh. Các tế bào bệnh có thể đƣợc phân biệt bằng nhiều cách: DNA, biểu hiện hô hấp, các thụ thể bề mặt, protein…
Một trong những phƣơng pháp thƣờng dùng là phản ứng miễn dịch. Sokolov et al sử dụng hạt vàng 15 nm gắn kết với kháng thể đặc hiệu để hiện ảnh các tế bào ung thƣ biểu mô đốt sống cổ (SiHa) đƣợc biết đến nhƣ sự biểu hiện quá mức của epithelial growth factor receptor (EGFR). Ảnh tán xạ của các tế bào ung thƣ đƣợc đánh dấu bằng hạt vàng cho thấy các thụ thể kháng nguyên ung thƣ loại này chủ yếu nằm trên màng tế bào, chứng tỏ khả năng hiện ảnh phân tử của phƣơng pháp này, điều mà ảnh hiển vi truyền qua không thể hiện đƣợc. Mặt khác, sử dụng kỹ thuật sinh thiết thông thƣờng đã không phát hiện đƣợc tế bào ung thƣ trong cùng điều kiện. Các nghiên cứu còn cho thấy rằng tán xạ cộng hƣởng plasmon từ hạt vàng đủ mạnh để có thể sử dụng một laser đỏ thông thƣờng (laser pointer) thay vì laser công suất lớn để hiện
ảnh tế bào. El-Sayed et al đã sử dụng các hạt vàng kích thƣớc ~ 35 nm đƣợc gắn kết với kháng thể đặc hiệu EGFR và kỹ thuật hiển vi trƣờng tối với ánh sáng trắng thông thƣờng để phân biệt tế bào ung thƣ vòm họng ác tính với tế bào lành. Mặt khác, khả năng hấp thụ cộng hƣởng plasmon cũng đƣợc sử dụng nhƣ một phƣơng pháp phát hiện định lƣợng các đặc trƣng phân tử của tế bào đƣợc đánh dấu bằng quang phổ vi hấp thụ. Các phổ vi hấp thụ của các hạt nano vàng gắn kết với kháng thể kháng EGFR đã dịch khoảng 9 nm khi phức hệ này bám phân tử đích là kháng nguyên ung thƣ. Cƣờng độ phổ vi hấp thụ cộng hƣởng plasmon phản ánh trực tiếp số lƣợng phân tử đích và cho thấy số lƣợng phức hệ vàng bởi đích kháng nguyên ung thƣ cao hơn bởi trên tế bào lành gấp 6 - 7 lần và khác nhau giữa các loại ung thƣ.
Kỹ thuật hiển vi trƣờng tối sử dụng hạt vàng cho phép hiện ảnh đa kênh chỉ với một nguồn sáng trắng đơn giản. Điều này cho thấy sử dụng hạt vàng làm chất phản quang cho các kỹ thuật hiện ảnh quang học nhƣ OTC, đồng tiêu phản xạ, kích thích đa photon… hứa hẹn một phƣơng pháp hiện ảnh ung thƣ ở mức độ phân tử, tế bào. Huang et al sử dụng thanh nano vàng gắn kết với kháng thể kháng EGFR để hiện ảnh và diệt tế bào ung thƣ bằng ánh sáng hồng ngoại ~ 800 nm. Ảnh hiển vi trƣờng tối kích thích bằng ánh sáng trắng cho thấy các tế bào ác tính HOC và HSC đƣợc phân biệt rõ với các tế bào lành HaCaT. Việc sử dụng thanh nano vàng gắn kết với kháng thể kháng EGFR để hiện ảnh phân tử tế bào ung thƣ còn có thể áp dụng để hiện ảnh và điều trị một loạt các loại ung thƣ rắn khác nhƣ: não, dạ dày, vú, bàng quan, phổi, dạ con, cổ tử cung, buồng trứng, tuyến tiền liệt, thận, thực quản…. Với các loại ung thƣ này cũng có biểu hiện thái quá của EGFR ở màng tế bào. Bên cạnh khả năng hấp thụ và tán xạ mạnh, thanh nano vàng còn làm tăng trƣởng huỳnh quang cho phép hiện ảnh in vivo vùng nhìn thấy sử dụng hiển vi kích thích hai photo. Xu hƣớng thế giới hiện nay là dùng các hạt nano vàng cấu
trúc lõi vỏ: lõi là các hạt nano từ hoặc nano silica, vỏ là lớp nano vàng hoặc ngƣợc lại để đa dạng hoặc các chức năng của các hạt nano. Một hạt nano cấu trúc lõi vỏ nhƣ vậy có thể vừa làm chất đánh dấu hiện ảnh, vừa mang thuốc hƣớng đích và vừa điều trị chọn lọc bằng hoá học (thuốc nhả chậm) kết hợp với vật lý trị liệu (đốt từ, quang nhiệt, chiếu xạ….). Tuỳ thuộc vào tính chất của từng loại ung thƣ (trên bề mặt nhƣ ung thƣ da hay nằm trong cơ thể nhƣ ung thƣ vú…) ngƣời ta thiết kế và sử dụng loại hạt nano có cấu trúc thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả của việc chẩn đoán và điều trị.