Các kháng thể phóng xạ chống lại ung thư vú nhờ vào phương pháp đơn giản và nhanh chóng

Hiện tại kháng thể phóng xạ nhắm vào các tế bào ung thư đã được sử dụng trong chẩn đoán bằng hình ảnh PET hoặc cho liệu pháp phóng xạ nhắm mục tiêu. Vì thế các nhà nghiên cứu từ Đại học Zurich đã tạo ra một phương pháp mới từ các kháng thể phóng xạ sử dụng ánh sáng tia cực tím. Và trong vòng chưa đầy 15 phút, các protein đã sẵn sàng được sử dụng cho hình ảnh hoặc trị liệu ung thư.

Kháng thể phóng xạ được sử dụng trong chụp Positron cắt lớp (hay còn gọi là PET) - một kỹ thuật hình ảnh giúp cải thiện chẩn đoán và theo dõi điều trị ung thư. Bên cạnh đó, thuốc phóng xạ cũng có thể được thiết kế giúp tiêu diệt các khối u bằng cách cung cấp một lượng phóng xạ đặc biệt lên các tế bào ung thư. Phương pháp này được gọi là liệu pháp miễn dịch phóng xạ nhắm mục tiêu.

Photoradiolabelling: Hóa học trong nháy mắt

Đối với các phương pháp thông thường, protein phóng xạ mất rất nhiều thời gian và khó tự động hóa. Vì các phương pháp này có rất nhiều quy trình và nhiều bước thực hiện như protein được tinh chế, kết hợp với một chất hóa học liên kết kim loại, được phân lập, lưu trữ và sau đó được phóng xạ. Tuy nhiên hiện tại nhóm của Jason P. Holland (Giáo sư Khoa Hóa học tại Đại học Zurich - tên viết tắt là UZH) đã thiết lập một phương pháp cải tiến sử dụng ánh sáng tia cực tím để tổng hợp thuốc phóng xạ và các tác nhân chẩn đoán. Holland cho biết: Bằng cách kết hợp quang hóa với hóa học, giờ đây chúng tôi có thể tạo ra các protein phóng xạ nhanh và dễ dàng hơn trong một tia sáng.

Các phân tử liên kết và ion hóa kim loại

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu tại UZH đã tạo ra một loạt các hợp chất hóa học mới được gọi là chelate (tên khoa học là chelate) có 2 tính chất đặc biệt: 

- Thứ nhất: Chúng có thể liên kết các ion kim loại phóng xạ như gallium, đồng và zirconium.

- Thứ hai: Các phân tử có một nhóm hóa học đặc biệt được kích hoạt bằng cách chiếu tia UV vào mẫu.

Holland chia sẻ thêm: Ánh sáng tia cực tím có thể làm cho phức hợp kim loại nhỏ phản ứng cực kỳ nhanh chóng và hiệu quả với một số axit amin nhất định có trong protein như kháng thể. 

Một quá trình chưa đầy 20 phút

Nhóm nghiên cứu đã có thể thiết lập một quy trình đồng vị trastuzumab, một loại kháng thể được sử dụng trong điều trị bệnh nhân ung thư vú, được kết hợp với phóng xạ kim loại gallium (tên khoa học gallium) trong vòng chưa đầy 20 phút. Điều đáng chú ý ở đây, là sự kết hợp quang hóa này đã thành công khi sử dụng thuốc được pha chế, sau đó tiêm vào bệnh nhân mà không cần tinh chế trước kháng thể. Điều này đem lại nhiều hiệu quả giúp đơn giản hóa việc sản xuất protein phóng xạ. Nó có ưu điểm duy nhất là tránh sự phân lập và đặc trưng cho kháng thể trung gian liên hợp. Và quá trình này có thể hoàn toàn tự động, Holland nhấn mạnh.

Kháng thể phóng xạ cho hình ảnh PET

Thời gian là một trong những thách thức chính trong thiết kế chất phóng xạ đánh dấu cho hình ảnh PET. Kể từ khi phóng xạ kim loại gallium (tên khoa học là gallium), được sử dụng thường xuyên trong y học hạt nhân, phân rã nhanh chóng, nhóm nghiên cứu của Holland đã phát triển thêm phương pháp của họ bằng cách sử dụng phóng xạ kim loại zirconium (tên khoa học là zirconium) để phóng xạ thuốc trastuzumab. Sau đó họ tổng hợp kháng thể phóng xạ ung thư vú với năng suất và độ tinh khiết cao trong vòng chưa đầy 15 phút. Đối với những con chuột mang tế bào ung thư được thuốc trastuzumab nhắm đến, đã được tìm thấy bằng hình ảnh PET, những kháng thể có zirconium vẫn hoạt động tốt như những sản phẩm được sản xuất thông qua các phương pháp đã được thiết lập.

Đơn xin cấp bằng sáng chế

Jason P. Holland chia sẻ: Việc tổng hợp tự động hóa có khả năng cách mạng hóa cách mà các kháng thể phóng xạ và các protein khác được sử dụng trong khoa học - y học. Do đó, ông đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho phương pháp mới này và nhằm mục đích phát triển công nghệ theo các dây chuyền thương mại. Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu đang mở rộng phạm vi nghiên cứu công nghệ này để có thể chống lại bệnh ung thư khác.