Việc đầy khối u bằng oxy sẽ giúp chúng ta dễ dàng điều trị chúng hơn. Khi tìm kiếm con đường có thể cung cấp nhiều oxy hơn vào các khối u, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang một nguồn cảm hứng khó có thể xảy ra đó là: sử dụng cách tạo bọt như trong nấu ăn, tương tự như đánh bọt mà các nhân viên pha chế thường tạo ra để phủ sôcôla nóng.
Bằng việc sử dụng xi phông đánh bông tạo bọt giống loại được dùng trong thế giới ẩm thực, họ đã tạo ra một loại bọt có thể tiêm truyền trực tiếp vào các khối u. Kết quả trên chuột cho thấy, nó hiệu quả trong việc làm giảm khả năng kháng thuốc của các khối u.
Trong cơ thể, các khối u “giữ mình” trong tình trạng thiếu oxy hoặc giảm oxy huyết. Điều này làm cho chúng trở nên kháng lại các phương pháp điều trị thông thường bao gồm hóa trị và xạ trị. Trong nỗ lực loại bỏ sự phòng thủ này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật tăng oxy như liệu pháp oxy cao áp và một loại cung cấp oxy có tên gọi là truyền vi bọt. Tuy nhiên, James Byrne, phó giáo sư y sinh, Đại học Iowa (UI) cho biết, thách thức chính là làm thế nào để có thể cung cấp một lượng oxy hiệu quả theo cách an toàn, được kiểm soát.
Vì thế, Byrne và các đồng nghiệp tại UI, Trường Đại học Y Harvard, MIT và Trung tâm Y tế Beth Israel Deaconess đã bắt đầu tìm cách tiêm oxy trực tiếp vào các khối u. Lấy cảm hứng từ thế giới ẩm thực phân tử, lĩnh vực liên quan đến việc biến đổi các chất ăn được khác nhau thành dạng bọt, họ đã thiết kế đảo ngược xi phông đánh bông sử dụng oxy thay vì oxit nitơ tiêu chuẩn. Bọt thu được có tên là vật liệu bẫy khí (GeM).
Byrne nói: “GeM này chỉ với ba thành phần đơn giản: khí, chất tạo bọt và chất làm đặc. Chúng tôi đưa một số hệ thống điều áp độc đáo, chế tạo tùy chỉnh được vào trong để có thể nạp nồng độ khí cao vào những vật liệu tương thích sinh học thể tích nhỏ này, có thể tiêm hoặc cấy vào mô và cho phép giải phóng khí trong thời gian dài, có kiểm soát”.
Trong lần lặp lại quá trình tạo bọt, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại polymer chứa carbohydrate tự nhiên giống như kẹo Pop Rocks.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên những con chuột bị ung thư tuyến tiền liệt hoặc bị sarcoma - các khối u vỏ tế bào thần kinh ngoại vi ác tính (Malignant Peripheral Nerve Sheath Tumors - MPNST). MPNST cực kỳ khó phẫu thuật vì việc này có thể dễ dàng làm hư hỏng các dây thần kinh xung quanh chúng, vì vậy việc tìm ra cách làm cho chúng nhạy cảm hơn với các phương pháp điều trị chăm sóc tốt nhất hiện tại có thể giúp cải thiện kết quả của bệnh nhân trong một chặng đường dài. Ở cả hai loại khối u, bọt vận chuyển oxy mới này có thể giúp làm tăng khả năng đáp ứng của khối u đối với hóa trị và xạ trị.
Bởi vì bọt được làm từ oxy và vật liệu ăn được, nên các nhà nghiên cứu cảm thấy rằng nếu các thử nghiệm trên người thành công, thì việc triển khai phương pháp điều trị này tương tự như một công cụ khác trong hộp công cụ chống ung thư (điều thú vị là nó cũng chứa đựng những ý tưởng về cách chống lại ung thư bằng cách bỏ đói oxy) rất tiềm năng.
Jianling Bi, nhà khoa học tại phòng thí nghiệm của Byrne, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết: “Một trong những khía cạnh của dự án này thực sự khiến tôi phấn khích là sự kết hợp giữa các nguyên lý sinh học ung thư với khoa học vật liệu để tạo ra thứ gì đó thực sự có ảnh hưởng”.
Công trình nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Advanced Science gần đây.
