Công nghệ mới giúp giải mã các bí ẩn y sinh học

Công nghệ và y học đang dần xích lại gần nhau hơn, y học ứng dụng trực tiếp các công nghệ mới, còn các công nghệ mới lại giúp giải mã nhiều bí ẩn liên quan đến y học. Dưới đây là một vài công nghệ mới trong số đó.

Xác ướp Hibbard và vật thể hình bát lạ tìm thấy trong hộp sọ xác ướp.

Khám phá xác ướp cổ bằng máy gia tốc hạt

Nhờ tiến bộ vượt bậc trong lĩnh vực công nghệ, con người có thể nhìn thấu  bên trong xác ướp mà không làm hư hại đến nguyên mẫu. Mới đây, nhờ nguồn photon cao cấp hay còn gọi là máy gia tốc hạt (particle accelerator) các nhà khoa học đã tạo ra tia X năng lượng lớn soi trên xác ướp Hibbard. Đây là xác ướp của một bé gái Ai Cập 5 tuổi, niên đại từ cuối thế kỷ thứ nhất sau CN. Hibbard đã được chọn để nghiên cứu là vì nó là “chân dung xác ướp”  tương đối hoàn hảo. Có mặt nạ bằng gỗ với một bức tranh giống như hình hài đứa trẻ.

Nhờ các tia X năng lượng cao nên xác ướp hầu như không bị ảnh hưởng mặc dù dễ vỡ. Các nhà khoa học đã nhìn thấu vải liệm và phát hiện thấy những vật thể không thể giải thích được, như dây trong răng của đứa trẻ, một vật thể hình bát rất lạ trong hộp sọ và một đồ vật nhỏ kiểu như đá quấn quanh bụng.

Bút chẩn đoán ung thư MasSpec Pen.

Chẩn đoán nhanh ung thư bằng bút

Một trong những trở ngại nhất trong điều trị ung thư là đảm bảo làm sao cho mọi tế bào không mong muốn đều được loại bỏ khi phẫu thuật. Để giải quyết vấn đề này, nhóm chuyên gia ở Đại học Texas (Mỹ) đã phát triển thành công một thiết bị giống như chiếc bút, có tên MasSpec, có thể quét các khu vực bị nhiễm tiềm ẩn nhanh gấp 150 lần so với các phương pháp truyền thống. Qua thử nghiệm trên 253 bệnh nhân cho thấy, MasSpec phát hiện nhanh các mô ung thư trong vòng 10 giây với độ chính xác lên tới 96%. Nguyên lý làm việc của MasSpec là nhỏ một giọt dịch lên các mô nghi ngờ, sau đó đưa vào một máy phổ khối để phát hiện các sản phẩm phế thải được sản xuất bởi các tế bào ung thư.

Giải thích về cơ chế hoạt động của MasSpec Pen, nhóm tác giả cho biết mỗi loại ung thư đều có cấu trúc phân tử riêng giống như vân tay. Khi đặt vào mô nghi ngờ ung thư, nhờ giọt dịch nhỏ MasSpec Pen sẽ hấp thụ phân tử rồi đưa vào máy phân tích xem có bị bệnh hay không. Kết thúc công đoạn kiểm tra, màn hình máy tính xuất hiện dòng chữ “bình thường” hoặc “ung thư”.

Phát hiện CTE và tổn thương não trong cơ thể sống

Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã xác định được bệnh não do chấn thương mạn tính (CTE) ở một bệnh nhân sống. Bệnh nhân, cùng 13 cựu vận động viên khác đến từ Liên đoàn Bóng bầu dục Quốc gia Mỹ (NFL) được mời tham gia quét não. Kết quả, phát hiện thấy một loại protein được gọi là “tau”, làm tổn thương các tế bào não một cách từ từ và di chuyển trong não, giết chết các tế bào thần kinh.

Trong năm 2015, một trong những cầu thủ nghỉ hưu, cựu thành viên của đội bóng bầu dục Minnesota Vikings, Fred McNeill, người tham gia nghiên cứu qua đời. Khám nghiệm tử thi cho thấy McNeill đã bị chấn thương mạn tính cũng như ALS (xơ cứng teo cơ một bên - hay bệnh Lou Gehrig). Nếu kỹ thuật trên hiệu quả và được đưa vào sử dụng, sẽ mang lại nhiều điều tốt lành cho các cựu vận động viên từ Liên đoàn Bóng bầu dục Quốc gia Mỹ. Ngoài ra, nó còn mang lại lợi ích cho phía quân đội, phát hiện những bất thường về não ở những người lính tiếp xúc với các vật liệu nổ, gây tổn thương đến não, lâu ngày gây suy giảm nhận thức và trí nhớ cho con người.

Biến xác động vật trong suốt nhờ kỹ thuật uDISCO.

Biến xác động vật trong suốt để nghiên cứu sinh học

Biến xác động vật trong suốt để nghiên cứu sinh học là sản phẩm đi từ kỹ thuật hình ảnh có tên uDISCO (ultimate 3-D imaging of solvent-cleared organs). Hiểu nôm na là kỹ thuật hình ảnh 3-D, thể hiện rõ nét cơ quan nội tạng qua dung môi. uDISCO cho phép phơi bày được các protein huỳnh quang trong các mô nhất định như thần kinh, với từng chi tiết phức tạp. Hiểu đơn giản hơn, phương pháp này giống với việc biến các bức tường bê tông thành những bức tường kính để dễ dàng nhìn thấy được các đường ống và cáp bên trong.

Trong kỹ thuật uDISCO, các nhà khoa học đã nhúng động vật vào một dung môi để khử bỏ nước và chất béo, thu nhỏ mẫu vật tới 65%, biến nó thành một xác ướp mờ. Tuy được nhúng dung môi, nhưng không làm hỏng các protein được tẩm huỳnh quang trong cơ thể của loài gặm nhấm dùng cho thử nghiệm như các kỹ thuật trước đây và nhờ protein floursecent, các nhà khoa học có được hình ảnh về cấu trúc phức tạp của mô một cách rõ ràng hơn. Hy vọng, uDISCO sẽ được sử dụng để lập bản đồ não con người, một kỳ tích rút ngắn được tiến độ so với 1.000 năm nếu làm theo kỹ thuật truyền thống.

Khắc Hùng (Theo Listverse)