Các chuyên gia của Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia Nga (MEPhI) cùng với các nhà nghiên cứu từ trường Đại học Nantes và Đại học Reims Champagne-Ardennes (Pháp) đã phát triển con chip với các chấm lượng tử cho phép phát hiện các chất ức chế enzyme (các chất kìm hãm enzyme) có thể khôi phục ADN của tế bào ung thư trong quá trình xạ trị và điều trị bằng thuốc chống ung thư.

Tế bào ung thư. Ảnh: ScienceNordic.

Với phát hiện mới này, hiệu quả điều trị bệnh ung thư sẽ tăng lên gấp nhiều lần. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Scientific Reports.

Hiệu quả điều trị của nhiều loại thuốc chống ung thư dựa trên khả năng sửa chữa ADN, kể cả sửa chữa đứt gãy ADN mạch đôi bằng các enzyme đặc biệt.

Các cuộc nghiên cứu gần đây nhất chỉ ra rằng, việc sửa chữa ADN là nguyên nhân gây ra sự đề kháng của tế bào ung thư với thuốc và xạ trị. Vì thế, việc ngăn chặn hoạt động của enzyme sửa chữa đã trở thành một trong những phương hướng nghiên cứu đang phát triển rộng rãi nhằm tăng hiệu quả điều trị ung thư.

Theo các nhà khoa học từ Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia Nga MEPhI, để tạo ra chất ức chế mới, cần phải phát triển các công cụ hiệu suất cao để xác định các chất ức chế hoạt động mạnh nhất và đánh giá hiệu quả của chúng.

Nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Công nghệ nano sinh học của Viện công nghệ vật lý y sinh học thuộc Đại học Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia (MEPhI), Giáo sư tại Đại học Reims Igor Nabiyev cho biết: "Chúng tôi đã phát triển một vi mạch với các chấm lượng tử đóng vai trò chất dán nhãn huỳnh quang để đánh giá những thay đổi trong hoạt động của ADN-dependent protein kinase (kinase) khi ADN bị tổn thương. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các chấm lượng tử làm nhãn huỳnh quang cho phép theo dõi các chất ức chế ảnh hưởng như thế nào đến hoạt động của enzyme sau khi ADN bị tổn thương".

Hiện nay, thuốc nhuộm hữu cơ thường được sử dụng như nhãn huỳnh quang trong microchip, nhưng, thuốc hữu cơ không nhạy cảm và không ổn định do sự phân hủy quang. Dữ liệu mới nhất cho thấy rằng, một phương hướng thay thế đầy hứa hẹn nhất là chấm lượng tử - những tinh thể nano bán dẫn với phổ huỳnh quang.

Các chấm lượng tử có đặc tính quang học độc đáo: ngoài khả năng tạo ra và duy trì màu sắc, chúng có thể hấp thụ một lượng lớn năng lượng ánh sáng và có độ sáng chói cao kỷ lục khi phát quang.

Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học mở ra triển vọng cấy microchip tiền lâm sàng để các chấm lượng tử sàng lọc các chất ức chế kinase, điều đó đặc biệt quan trọng để phát triển các loại thuốc mới.

ADN-PKcs kinase đóng một vai trò quan trọng trong quá trình hình thành khối u có sức đề kháng với thuốc và xạ trị, là một phần quan trọng của cơ chế sửa chữa ADN. Các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng, việc ức chế ADN-PKcs  bởi các chất ức chế trọng lượng phân tử thấp dẫn đến việc vô hiệu hóa thuốc kháng ung thư bằng các phản ứng hoá học xúc tác trong các khối u ác tính như osteosarcoma, glioma, cũng như ung thư vú, phổi và đại tràng.

Các nhà khoa học hy vọng rằng, sự phát triển và sàng lọc các chất ức chế kinase ADN-PKcs sẽ làm tăng hiệu quả của các liệu pháp chống ung thư hiện có dựa trên việc tổn thương ADN trong tế bào ung thư.

Báo cáo khoa học vừa được công bố đánh giá triển vọng của phương pháp này như một công cụ để sàng lọc các chất ức chế kinase nhằm tăng hiệu quả của liệu pháp chống ung thư./.