Nanobots có thể tiêu diệt tế bào ung thư?
Nanobots có thể chứng minh là một phương pháp mới để tiêu diệt tế bào ung thư, với điều kiện nghiên cứu sâu rộng và đầy đủ được thực hiện để chứng minh sự an toàn của chúng ở người.
Bạn có nhớ một cảnh từ bộ phim I, Robot nơi Tiến sĩ Calvin tiêm nanites vào Sonny để quét sạch trí thông minh nhân tạo của anh ấy không? Làm thế nào những vật thể bạc nhỏ bé đó có thể quét sạch toàn bộ trí thông minh của robot? Quá trình này có vẻ đơn giản và dễ dàng, nhưng cũng đặt ra nhiều câu hỏi về nanites!
Các từ ngữ như Nanites, nanoids, nanorobots và nanobots đều nằm dưới sự bảo trợ của công nghệ nano.
Nhà khoa học đầu tiên sử dụng thuật ngữ nanobots là một nhà vật lý người Mỹ tên Richard Feynman. Trong một cuộc nói chuyện nổi tiếng vào năm 1959, ông đã nói về việc sử dụng nanobots để chữa bệnh tim. Kể từ đó, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để xem điều kỳ diệu mà các thiết bị phân tử nano này thực sự có thể làm được. Từ đó, người ta cũng nhanh chóng liên tưởng đến ứng dụng công nghệ này trong điều trị ung thư.
Điều quan trọng cần lưu ý là thí nghiệm được đề cập trong bài viết chỉ được thực hiện trên động vật. Việc sử dụng nanobots trên người vẫn chưa được nghiên cứu và bài viết này không có nghĩa là sẽ chữa khỏi bệnh ung thư, chỉ đơn thuần là một lựa chọn hấp dẫn và tiềm năng có thể được phát triển trong tương lai.
Công nghệ nano là gì?
Công nghệ nano là một nhánh của khoa học liên quan đến việc thay đổi vật chất ở cấp độ phân tử tại bất cứ đâu trong khoảng từ 1 đến 100 nanomet (nm).
Một nanomet nhỏ như thế nào? Hãy tưởng tượng bạn đang cầm một sợi chỉ dài một mét trong tay. Một mét dài khoảng 39 inch hoặc 100 cm. Bây giờ, hãy thử và đo chỉ 1 cm (một phần trăm mét) của sợi chỉ đó và giữ nó trong tay của bạn. Điều đó thật đơn giản đúng không! Nhưng nếu tôi bảo bạn đo một phần tỷ mét thì sao? Đó là điều không thể! Bạn thậm chỉ còn không thể nhìn thấy nó bằng một kính hiển vi thông thường trong phòng thí nghiệm (ngoại trừ electron microscope)
Hình ảnh dưới đây minh họa trực quan một nanomet nhỏ như thế nào.
Hình ảnh trên chính xác là câu trả lời một nano nhỏ như thế nào. Tuy nhiên, nhờ có công nghệ, mà chúng ta không đến nỗi phải thực hiện một nhiệm bất khả thi, để cố gắng tạo ra những “robot” với kích thức siêu nhỏ như thế.
Nanorobotics (nanobots) là gì?
Nanorobotics là một trong những nhánh lý thuyết trong lĩnh vực công nghệ nano liên quan đến sự phát triển của các thiết bị phân tử được gọi là nanorobots hoặc nanobots.
Trong y học, thuật ngữ nanorobots là các phân tử sở hữu một tính chất mới, cho phép chúng thực hiện một nhiệm vụ cụ thể trong cơ thể. Hãy tưởng tượng các nanobots giống như những robot thực sự nhỏ bé hoạt động trong cơ thể chúng ta hướng tới một mục tiêu cụ thể!
Nanobots được thiết kế để xác định các tế bào kẻ thù và hành động chống lại chúng. Hành động này có thể thực hiện được với sự trợ giúp của cảm biến sinh học, tạo thành một phần thiết yếu của nanobots. Khi xác định được tế bào đích, nanobot giải phóng thuốc tại chỗ, cho phép tác động tối đa, đồng thời ngăn ngừa thiệt hại cho các bộ phận khỏe mạnh khác của cơ thể. Cơ chế này đã được sử dụng rộng rãi trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư.
Các tế bào ung thư được hình thành như thế nào?
Các tế bào phản ứng với các tín hiệu tăng trưởng khác nhau và được kiểm soát một cách có hệ thống. Sự phát triển tế bào bình thường đòi hỏi một sự cân bằng hoàn hảo trong các tín hiệu di truyền để cho phép gia tăng và chết đi của tế bào sau này.
Tuy nhiên, các tế bào ung thư dường như nhắm mắt làm ngơ trước các tín hiệu tế bào này và thay vào đó sinh sôi nảy nở một cách không kiểm soát. Những tế bào này bắt đầu chống lại các tín hiệu tế bào kiểm soát sự phân chia và phân chia nhanh chóng, xâm lấn các mô khỏe mạnh khác. Chúng tự hỗ trợ bằng cách thu hút các mạch máu để nhân giống và sinh sôi nảy nở, ngay cả khi các cấu trúc hỗ trợ đó không được yêu cầu.
Vai trò của công nghệ nano trong việc tiêu diệt tế bào ung thư
Sự ra đời của nanomeesine (ứng dụng công nghệ nano vào lãnh vực y tế), khoa học đã sử dụng các thiết bị có kích thước nano để chẩn đoán, tránh và điều trị các bệnh khác nhau, đã thay đổi bộ mặt của y học hiện đại. Những hạt nhỏ này có khả năng thay đổi động lực học của cơ thể với tác dụng phụ tối thiểu.
Nghiên cứu được thực hiện tại Đại học bang Arizona với sự trợ giúp của mẫu khối u ở chuột cho thấy chính xác làm thế nào nanobots có thể tiêu diệt tế bào ung thư. Những nanobot này được tạo ra từ cấu trúc nano DNA cùng với enzyme thrombin đông máu.
Các nanobots nhắm vào một protein gọi là nucleolin, chỉ được tìm thấy trên bề mặt tế bào ung thư. Sau khi gắn vào tế bào ung thư, các nanobot giải phóng thrombin vào trong tế bào. Điều này cắt đứt nguồn cung cấp máu cho các tế bào ung thư, do đó phá hủy khối u. Các nanobots hoạt động nhanh và với số lượng khổng lồ, hoàn toàn bao quanh khối u. Thí nghiệm đã thành công và thu nhỏ khối u, khiến các tế bào khỏe mạnh không bị ảnh hưởng.
Nanobots đã được ứng dụng ở người để điều trị ung thư chưa?
Nanobots có thể chứng minh là một phương pháp mới thay thế cho điều trị ung thư liên quan đến hóa trị. Hóa trị đã được sử dụng rộng rãi để tiêu diệt các tế bào ung thư, nhưng nó có những tác dụng phụ rất nghiêm trọng. Nó giết chết tất cả các tế bào phân chia nhanh chóng, như tế bào ung thư, cùng với các tế bào khỏe mạnh khác. Đây là một trong những lý do chính tại sao rụng tóc được quan sát thấy ở những người trải qua hóa trị.
Đáng buồn thay, không phải tất cả những thứ lấp lánh đều là vàng, việc sử dụng công nghệ nano đối với con người đi kèm nhiều bất lợi, vì bản chất bên ngoài của chúng. Một trong những khía cạnh quan trọng nhất cần được nghiên cứu thêm là mức độ độc hại có trong hạt nano và ảnh hưởng của nó đối với cơ thể con người. Các hạt nano có thể vượt qua các rào cản sinh học, chẳng hạn như hàng rào máu não, ruột non hoặc da mũi, tất cả đều có thể dẫn đến phản ứng viêm hoặc tác dụng phụ nghiêm trọng hơn.
Rất nhiều nghiên cứu đang được thực hiện để biến nanorobotics thành hiện thực trong lĩnh vực y học. Các thí nghiệm hiện đang được tiến hành trên chuột và lợn để xác định các tác dụng phụ và tiềm năng an toàn của việc tiêm nanobots. Nếu mọi việc suôn sẻ, chúng ta có thể thấy một số phương pháp mới của công nghệ nano đang được sử dụng trong điều trị tế bào ung thư trong tương lai!
Bài viết này sử dụng các nguồn sau:
- https://www.scienceabc.com/humans/can-nanobots-kill-cancer-cells.html
- https://medcraveonline.com/IJBSBE/IJBSBE-02-00037.php
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2962275/
- https://www.europeanpharmaceuticalreview.com/news/72728/cancer-nano-robots-destroy-tumours/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3243873/
