Việc xác định những thay đổi về tính chất vật lý của tế bào là rất quan trọng để chẩn đoán và điều trị một số bệnh, chẳng hạn như ung thư - những chẩn đoán đòi hỏi chuyên môn của những nhà nghiên cứu bệnh học.
Khi sinh thiết khối u ung thư, nhà nghiên cứu bệnh học chuyên khoa được yêu cầu phân tích mẫu và đưa ra đánh giá về sức khỏe của mô. Quá trình này đòi hỏi cần nhanh chóng và chính xác vì nó thường diễn ra khi bệnh nhân đang trên bàn mổ.
Sinh thiết khối u rắn là cách phổ biến nhất để đánh giá mức độ ác tính của ung thư và hướng dẫn bác sĩ phẫu thuật quản lý bệnh nhân cả trong và sau phẫu thuật. Nghe có vẻ là một quá trình đơn giản nhưng lại không phải thế. Nhà nghiên cứu bệnh học rất tốn nhiều công sức và tài nguyên để cắt, nhuộm mẫu và kiểm tra nó bằng kính hiển vi trước khi đưa ra ý kiến chuyên môn.
Mới đây, một nhóm các nhà khoa học đã phát triển được một phương pháp nhanh chóng và đơn giản để phân tích các mẫu sinh thiết mô để tìm bệnh ung thư. Điều này có thể khiến các nhà nghiên cứu bệnh học trở nên lỗi thời.
Khi thử nghiệm trên mô của chuột, kết quả cho thấy nó có thể phân tích chính xác các khối u ung thư rắn trong khoảng 30 phút mà không cần hỏi ý kiến của nhà nghiên cứu bệnh học.
Thiết bị mới sử dụng “máy nghiền mô” để giảm mẫu xuống thành các tế bào đơn lẻ, một quá trình chỉ mất chưa đầy năm phút. Sau đó, các tế bào này được phân tích bằng phương pháp huỳnh quang và biến dạng tế bào thời gian thực (RT-FDC), sử dụng một bơm tiêm để đẩy một dòng các tế bào đơn thông qua một nút thắt siêu nhỏ tại vị trí mà các tế bào tiếp xúc với ứng suất cắt thủy động lực và áp suất.
Biến dạng tế bào là một phương pháp hữu ích trong chẩn đoán bệnh, đặc biệt là chẩn đoán khả năng xâm lấn của tế bào ung thư. Khả năng biến dạng của các tế bào ung thư có nghĩa là chúng có khả năng xâm lấn các tế bào khác tốt hơn, dẫn đến di căn của khối u.
RT-FDC có thể phân tích tới 1.000 tế bào mỗi giây, nhanh hơn 36.000 lần so với các phương pháp cũ và phương pháp truyền thống dùng để phân tích khả năng biến dạng của tế bào.
Markéta Kubánková, đồng tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Với các phương pháp truyền thống, để phân tích mẫu sinh thiết, nhà nghiên cứu bệnh học chỉ có thể xem xét các tế bào. Tuy nhiên, phương pháp mới cho phép chúng tôi có thể thực hiện kiểm tra vật lý của từng tế bào riêng lẻ và điều đó mang lại cho chúng tôi nhiều thông tin hơn để làm việc hiệu quả hơn”.
Việc quan sát cấu trúc vật lý của tế bào sẽ không đủ cho mục đích chẩn đoán. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã thêm AI dưới dạng mô hình máy học để đánh giá dữ liệu mà RT-FDC thu được và nhanh chóng đánh giá xem mẫu sinh thiết có chứa tế bào khối u hay không.
Toàn bộ quá trình, từ xử lý mẫu đến phân tích dữ liệu, chỉ mất chưa đầy 30 phút, nghĩa là có thể thực hiện trong khi bệnh nhân vẫn còn trên bàn mổ và kết quả được cung cấp ngay cho bác sĩ phẫu thuật mà không cần nhờ đến bác sĩ giải phẫu bệnh.
Ngoài việc kiểm tra các khối u ung thư, thiết bị này còn được sử dụng để phát hiện tình trạng viêm mô trong mô hình bệnh viêm ruột. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng một ngày nào đó phương pháp phân tích tế bào mới của họ sẽ được sử dụng trong môi trường lâm sàng.
