Xét nghiệm ung thư hắc tố tại nhà: Miếng dán vi kim thay thế sinh thiết

Theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Michigan, một ngày nào đó, xét nghiệm ung thư hắc tố có thể được thực hiện tại nhà bằng miếng dán da và que thử hai vạch - tương tự như xét nghiệm COVID-19 tại nhà.

Một miếng dán silicon mới có các kim hình ngôi sao siêu nhỏ, được gọi là ExoPatch, có thể phân biệt được ung thư hắc tố với da khỏe mạnh ở chuột.

Miếng dán và xét nghiệm này là một bước tiến tới xét nghiệm ung thư hắc tố nhanh chóng tại nhà, giúp bệnh nhân phát hiện sớm dạng ung thư da hung hãn nhất — mà không cần sinh thiết hoặc lấy máu.

Sunita Nagrath, giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học Michigan và là đồng tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Biosensors and Bioelectronics, cho biết: "Kim hình ngôi sao giúp việc châm cứu dễ dàng hơn và ít đau hơn, nhưng chúng rất nhỏ nên chỉ xuyên qua lớp da trên cùng - lớp biểu bì - và không đâm thủng được mạch máu ".

Kim siêu nhỏ ExoPatch chỉ dài 0,6 mm và có chiều rộng đầu kim nhỏ hơn 100 nanomet (0,0001 mm), được phủ một lớp gel có tác dụng thu giữ các exosome - những bong bóng nhỏ do tế bào tiết ra - từ dịch kẽ lấp đầy khoảng trống giữa các tế bào trong lớp biểu bì.

Trước đây, exosome được cho là đơn giản chỉ là "rác" do tế bào thải ra để xử lý. Thực tế, chúng chứa các đoạn DNA và RNA được tế bào sử dụng để trao đổi tín hiệu. Exosome của tế bào ung thư có thể giúp khối u lan rộng bằng cách chuẩn bị mô để tiếp nhận tế bào ung thư trước khi chúng xâm nhập. Việc phát hiện các exosome này có thể cho phép phát hiện ung thư sớm hơn so với các phương pháp hiện có.

Gel bao phủ ExoPatch chứa một loại protein gọi là annexin V, có tác dụng thu hút các exosome và gắn chúng vào bề mặt của các kim siêu nhỏ. Sau khi gỡ miếng dán ra khỏi da, nó được đặt trong axit, axit sẽ hòa tan gel và giải phóng các exosome vào dung dịch. Sau đó, một que thử được nhúng vào dung dịch:

• Nếu mẫu chứa exosome u hắc tố, hai dải sẽ xuất hiện,

• Nếu không, sẽ có một dải,
  giống như những gì xảy ra với xét nghiệm COVID-19.

"Người có làn da trắng và nốt ruồi cần đi khám bác sĩ sáu tháng một lần để làm sinh thiết xem có phải ung thư hay không.
Với xét nghiệm này, bạn có thể tự làm tại nhà, nhận kết quả ngay lập tức, và nếu kết quả dương tính, bạn có thể đến gặp bác sĩ da liễu",
Nagrath nói.

Bước đầu tiên để chứng minh khái niệm này là các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm ExoPatch trên một mẫu mô lợn, có độ dày và thành phần tương tự da người. Sử dụng kính hiển vi, họ phát hiện ra rằng các kim siêu nhỏ xuyên qua da khoảng 350 đến 600 nanomet. Để so sánh, lớp biểu bì trên cẳng tay người dày khoảng 18.300 nanomet.

Để kiểm tra khả năng thu thập exosome ung thư hắc tố từ da của ExoPatch, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm mẫu da chuột: một nửa từ động vật khỏe mạnh, một nửa từ chuột được tiêm một phần khối u hắc tố ở người. Sau 15 phút dán, ExoPatch được đặt dưới kính hiển vi công suất cao.

Scott Smith, một sinh viên sau đại học chuyên ngành kỹ thuật hóa học tại Đại học Michigan và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: "Khi tôi nhìn thấy những hình ảnh hiển vi, tôi rất vui khi thấy các exosome bám dính tốt vào các kim siêu nhỏ và có kích thước trong khoảng 30-150 nanomet, đúng như chúng tôi mong đợi".

Sau khi xác nhận các exosome bám dính vào ExoPatch, các nhà nghiên cứu hòa tan gel và chạy các mẫu qua các dải thử nghiệm. Thử nghiệm đã phân biệt thành công các mẫu u hắc tố với mô khỏe mạnh — cường độ của dải thứ hai cao hơn 3,5 lần ở các mẫu u hắc tố.

ExoPatch thu hồi được lượng protein exosome từ mẫu khối u ác tính nhiều hơn 11,5 lần so với mô khỏe mạnh, chứng tỏ khả năng thu thập chọn lọc các exosome ung thư.

Bước tiếp theo sẽ là một nghiên cứu thí điểm trên người, sau đó là các thử nghiệm lâm sàng để đưa công nghệ này vào thực tiễn. Ngoài ung thư hắc tố, lớp phủ gel ExoPatch có thể được điều chỉnh để phát hiện các exosome tiết ra từ các loại ung thư khác liên quan đến khối u rắn, chẳng hạn như ung thư phổi, vú, đại tràng, tuyến tiền liệt và não.

"Đây là miếng dán đầu tiên được thiết kế để thu thập các exosome đặc hiệu của bệnh từ dịch dưới da.
Tiềm năng của phương pháp này là rất lớn",
Nagrath cho biết.