Jamie Ducharme
Theo VNTB
Siêu âm từ lâu đã được sử dụng để giúp các bác sĩ nhìn thấy bên trong cơ thể, nhưng nay việc tập trung những sóng âm ở tần số cao vào một điểm cụ thể đang mở ra những phương pháp mới trong việc điều trị ung thư.
Nếu Zhen Xu chưa từng làm phiền các đồng nghiệp trong phòng thí nghiệm, có lẽ cô đã không bao giờ phát hiện ra một phương pháp điều trị ung thư gan mang tính đột phá.
Vào đầu những năm 2000, khi còn là nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành kỹ thuật y sinh tại Đại học Michigan (Mỹ), Xu đang cố gắng tìm ra cách giúp các bác sĩ tiêu diệt và loại bỏ mô bệnh mà không cần phẫu thuật. Cô đã nảy ra ý tưởng sử dụng sóng âm tần số cao — tức siêu âm — để phá vỡ mô bằng cơ học, và đang thử nghiệm lý thuyết này trên tim lợn.
Về nguyên tắc, siêu âm không thể nghe được bằng tai người. Nhưng Xu đã sử dụng một bộ khuếch đại công suất mạnh đến mức các nhà nghiên cứu khác cùng phòng thí nghiệm bắt đầu phàn nàn về tiếng ồn. “Dù sao thì cũng chẳng có gì hiệu quả cả”, cô kể. Vì vậy, Xu quyết định chiều lòng đồng nghiệp bằng cách tăng tần suất xung siêu âm, khiến âm thanh phát ra vượt ngoài phạm vi nghe của con người.
Điều khiến cô kinh ngạc là việc tăng số xung âm thanh mỗi giây (số lần âm thanh phát ra trên mỗi giây) không chỉ giúp giảm tiếng ồn, mà còn hiệu quả hơn nhiều trên mô sống so với phương pháp trước đó. Khi quan sát, cô thấy một lỗ nhỏ xuất hiện trên mô tim lợn chỉ trong vòng một phút sau khi phát siêu âm. “Tôi cứ tưởng mình đang mơ”, Xu nhớ lại giờ đây cô là giáo sư kỹ thuật y sinh tại Đại học Michigan.
Nhiều thập niên sau, phát hiện tình cờ của Xu được gọi là histotripsy (tạm dịch: phương pháp phá hủy mô bằng siêu âm) đã trở thành một trong số những phương pháp sử dụng siêu âm đang mở ra kỷ nguyên mới cho điều trị ung thư tiên tiến, mang đến cho các bác sĩ những cách loại bỏ khối u ung thư bằng âm thanh thay vì dao mổ.
Histotripsy đã được Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt để điều trị khối u gan vào tháng 10 năm 2023. Năm sau đó, một nghiên cứu nhỏ do HistoSonics – công ty được thành lập để thương mại hóa công nghệ của Xu – tài trợ cho thấy phương pháp này đạt hiệu quả kỹ thuật đối với 95% khối u gan. Mặc dù có thể xuất hiện các tác dụng phụ như đau bụng hoặc xuất huyết nội, nghiên cứu cho thấy biến chứng là hiếm gặp và phương pháp này nói chung là an toàn.
Vào tháng 6, Vương quốc Anh trở thành quốc gia châu Âu đầu tiên phê duyệt histotripsy. Phương pháp điều trị này đã được đưa vào sử dụng trong Dịch vụ Y tế Quốc gia (NHS) thử nghiệm trong chương trình Innovative Devices Access Pathway dành cho các nhu cầu y tế chưa được đáp ứng.
“Người ta thường nghĩ siêu âm chỉ để chẩn đoán hình ảnh”, Julie Earl, nhà nghiên cứu chính thuộc nhóm “Dấu ấn sinh học và tiếp cận cá nhân hóa trong điều trị ung thư” tại Viện Nghiên cứu Y học Ramón y Cajal (Tây Ban Nha), người đã nghiên cứu công nghệ này, cho biết. Nhưng, theo bà, ngày càng có nhiều bằng chứng khoa học cho thấy siêu âm cũng có thể tiêu diệt khối u, kiềm chế ung thư di căn (ung thư đã lan ra các bộ phận khác trong cơ thể) và tăng hiệu quả của các phương pháp điều trị ung thư khác tất cả mà không cần đến dao mổ.
Cách siêu âm hoạt động
Đối với nhiều người, từ “siêu âm” thường khiến họ nghĩ ngay đến hình ảnh siêu âm thai kỳ.
Để tạo ra hình ảnh y học như vậy, một đầu dò cầm tay sẽ phát ra sóng âm tần số cao vào cơ thể; các sóng này dội lại từ các mô bên trong. Cảm biến trong thiết bị thu lại những sóng phản hồi này, chuyển chúng thành tín hiệu điện, rồi tạo thành hình ảnh về những gì đang diễn ra bên dưới da.
Trong điều trị ung thư, các sóng siêu âm được tập trung vào một vùng nhỏ của khối u để phá hủy nó.
“Những xung sóng này tạo ra các “vi bong bóng” (microbubbles) cực nhỏ — chúng giãn nở rồi nổ tung chỉ trong vài phần triệu giây, phá vỡ mô khối u trong quá trình đó.”
Đối với điều trị ung thư gan, các thiết bị histotripsy tập trung sóng siêu âm vào vùng tiêu điểm chỉ khoảng 2 x 4 mm “gần bằng đầu bút tô màu của bạn”, Xu ví von. Sau đó, một cánh tay robot sẽ điều khiển đầu dò di chuyển qua khối u để nhắm đúng vị trí cần xử lý.
Sóng siêu âm được phát ra theo các đợt ngắn, nhanh. Những xung này tạo ra các vi bong bóng giãn nở rồi sụp đổ cực nhanh, phá vỡ mô khối u, sau đó hệ miễn dịch của bệnh nhân sẽ dọn sạch các mô đã bị phá hủy.
Toàn bộ quy trình này nhanh chóng, không độc hại và dùng dao mổ hay đưa dụng cụ vào trong người bệnh nhân, thường cho phép bệnh nhân về nhà ngay trong ngày, Xu cho biết. Thời gian điều trị cụ thể có thể khác nhau, nhưng theo HistoSonics, hầu hết các ca điều trị kéo dài từ một đến ba giờ. Các khối u thường bị phá hủy chỉ trong một lần điều trị, mặc dù những bệnh nhân có nhiều khối u hoặc tổn thương lớn hơn có thể cần nhiều đợt điều trị.
Dù lợi ích của phương pháp này rất đáng hứa hẹn, vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp về histotripsy. Hiện vẫn chưa có đủ dữ liệu dài hạn về tỷ lệ tái phát ung thư sau điều trị. Một số nhà nghiên cứu bày tỏ lo ngại rằng quá trình phá vỡ khối u bên trong cơ thể có thể khiến tế bào ung thư di chuyển và gây ra ổ ung thư mới ở vị trí khác. Tuy nhiên, nỗi lo này đến nay chưa được chứng minh trong các nghiên cứu trên động vật.
Các nghiên cứu cho thấy histotripsy có thể không hiệu quả với tất cả các loại ung thư. Xương có thể chặn sóng siêu âm khiến chúng không thể truyền đến khối u, do đó loại trừ một số vị trí trong cơ thể khỏi phạm vi điều trị. Bên cạnh đó, việc sử dụng histotripsy ở các cơ quan chứa khí, như phổi, có thể nguy hiểm, vì nó có khả năng làm tổn thương các mô khỏe mạnh lân cận. Tuy nhiên, công ty HistoSonics hiện đang nghiên cứu ứng dụng histotripsy như một phương pháp tiềm năng để điều trị các khối u ở thận và tuyến tụy.
“Nấu chín” tế bào ung thư bằng sóng siêu âm
Histotripsy không phải là lần đầu tiên siêu âm được sử dụng trong điều trị ung thư. Trước đó, công nghệ Siêu âm hội tụ cường độ cao (HIFU – High-Intensity Focused Ultrasound), vốn lâu đời và phổ biến hơn, cũng đã được dùng để tấn công các khối u. Theo Richard Price, đồng giám đốc Trung tâm Miễn dịch học Ung thư bằng Siêu âm Hội tụ tại Đại học Virginia (Mỹ), HIFU hoạt động bằng cách tập trung chùm sóng siêu âm mạnh vào khối u để sinh nhiệt, khiến mô ung thư bị “nấu chín”.
“Nếu bạn cầm một chiếc kính lúp ra ngoài trời nắng và hơ trên một chiếc lá khô, bạn có thể khiến chiếc lá bốc cháy”, Price giải thích. “HIFU về cơ bản cũng làm điều tương tự với mô ung thư, chỉ khác là dùng năng lượng âm thanh”.
Trong ngành ung thư học, HIFU được biết đến nhiều nhất như một phương pháp không xâm lấn để điều trị ung thư tuyến tiền liệt, và hiệu quả gần tương đương phẫu thuật, theo một nghiên cứu năm 2025. Bệnh nhân có thể cảm thấy đau hoặc gặp một số vấn đề về tiểu tiện sau khi tỉnh dậy, nhưng thời gian hồi phục thường nhanh hơn nhiều so với các phương pháp điều trị, chẳng hạn như phẫu thuật.
Cả histotripsy và HIFU thường được thực hiện dưới gây mê toàn thân để ngăn bệnh nhân di chuyển trong quá trình điều trị, giảm thiểu rủi ro gây tổn thương ngoài ý muốn cho cơ quan hoặc mô lân cận. Tuy nhiên, histotripsy không tạo ra nhiệt như HIFU, nhờ đó tránh được nguy cơ làm tổn thương mô khỏe mạnh xung quanh.
Không phải mọi loại ung thư đều có thể được điều trị bằng HIFU, vì xương hoặc khí có thể chặn sóng siêu âm, khiến chúng không thể tiếp cận khối u. Phương pháp này thường không được áp dụng cho những bệnh nhân ung thư tuyến tiền liệt đã di căn khắp cơ thể. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu ở nhiều quốc gia vẫn đang nghiên cứu mở rộng ứng dụng của HIFU, với hy vọng có thể nhắm mục tiêu đến các loại ung thư khác, bao gồm một số dạng ung thư vú.
Kết hợp siêu âm với các loại thuốc điều trị ung thư khác
Các nhà khoa học cho rằng sức mạnh của siêu âm có thể được tăng cường đáng kể khi kết hợp với các phương pháp điều trị ung thư hiện có.
Ví dụ, nghiên cứu gần đây cho thấy rằng tiêm các vi bong bóng (microbubbles) vào dòng máu rồi kích thích chúng bằng siêu âm có thể tạm thời mở hàng rào máu–não.
Thông thường, hàng rào này ngăn các chất độc trong máu xâm nhập và làm tổn hại não. Nhưng nếu chủ động mở nó ra trong quá trình điều trị ung thư, thuốc có thể thâm nhập được đến khối u trong não nơi chúng cần phát huy tác dụng.
“Điều tuyệt vời là phương pháp này không dùng dao mổ hay đưa dụng cụ vào trong cơ thể bệnh nhân, nhưng khả năng vận chuyển thuốc chính xác thì vô song,” Richard Price nói.
Deepa Sharma, nhà khoa học tại Trung tâm Khoa học Y tế Sunnybrook ở Ontario (Canada), cho biết lợi ích của phương pháp này không chỉ giới hạn ở ung thư não. Cô đã nghiên cứu sự kết hợp giữa siêu âm và nó có thể giúp thuốc thâm nhập hiệu quả hơn vào mô khối u.
Nghiên cứu của Sharma cũng chỉ ra rằng vi bong bóng được kích hoạt bởi siêu âm có thể tăng hiệu quả của xạ trị bằng cách làm tổn thương hệ mạch máu nuôi khối u, dẫn đến tỷ lệ tế bào ung thư chết cao hơn. Theo cô, điều này có nghĩa là các bác sĩ có thể sử dụng liều lượng nhỏ hơn của các phương pháp điều trị độc tính cao như hóa trị và xạ trị, nếu chúng được kết hợp với siêu âm và vi bong bóng.
Khi siêu âm hội tụ làm nóng và phá hủy khối u, nó dường như khiến mô này dễ bị hệ miễn dịch phát hiện hơn.
“Xạ trị có thể chữa ung thư, nhưng nó cũng gây ra rất nhiều tác dụng phụ lâu dài”, Sharma nói. “Nếu hiệu quả của nó có thể được tăng cường nhờ vi bong bóng kích hoạt bằng siêu âm, thì về mặt lý thuyết, bác sĩ có thể dùng liều thấp hơn mà vẫn đạt được hiệu quả tương tự, đồng thời giảm đáng kể các tác dụng phụ nghiêm trọng”.
Siêu âm cũng được xem là một sự kết hợp đầy hứa hẹn với liệu pháp miễn dịch, phương pháp tập trung vào việc kích thích hệ miễn dịch tự nhiên của cơ thể tấn công các tế bào ung thư ẩn hoặc “né tránh” cơ chế phòng vệ.
Khi siêu âm hội tụ làm nóng và làm tổn thương mô khối u, mô này trở nên dễ nhận diện hơn đối với hệ miễn dịch, khiến tế bào ung thư dễ bị tiêu diệt hơn, Price giải thích. Trung tâm nghiên cứu của ông hiện đang tập trung vào việc kết hợp siêu âm với liệu pháp miễn dịch.
Một hướng nghiên cứu tương lai, theo Price, là xem liệu sự kết hợp này có thể hiệu quả với ung thư giai đoạn cuối hay không.
Ung thư di căn khó điều trị hơn nhiều so với ung thư khu trú (tập trung vào một chỗ, chưa di căn) — khi bệnh đã lan rộng khắp cơ thể, việc chỉ loại bỏ một khối u là không đủ. “Đích đến cuối cùng”, Price nói, “là có thể dùng siêu âm phá vỡ một khối u, giúp hệ miễn dịch nhận diện đặc điểm của nó và từ đó phát động một cuộc tấn công toàn thân vào các tế bào ung thư ở nơi khác.” Hiện tại, ý tưởng này vẫn chưa được thử nghiệm lâm sàng, nhưng về lý thuyết, ông nói, các bác sĩ có thể điều trị 10, 15, thậm chí 20 khối u chỉ bằng cách xử lý một khối u duy nhất.
Tuy nhiên, các thử nghiệm về việc kết hợp siêu âm với liệu pháp miễn dịch hiện vẫn đang ở giai đoạn đầu, Price lưu ý. Điều đó có nghĩa là cần thêm nhiều nghiên cứu hơn nữa để xác định liệu, khi nào và bằng cách nào phương pháp kết hợp này có thể thay đổi cách điều trị cho bệnh nhân.
Dù vậy, các phương pháp siêu âm đã được ứng dụng hiện nay đang mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị ung thư — một kỷ nguyên hướng tới thay thế hoặc cải thiện những liệu pháp hiệu quả nhưng gây tổn hại lớn như phẫu thuật, hóa trị và xạ trị.
“Ung thư thật khủng khiếp”, Xu nói. “Nhưng điều khiến nó tồi tệ hơn chính là cách chúng ta phải điều trị ung thư”.
Xu cho biết siêu âm không phải là “phép màu chữa khỏi ung thư”. Giống như mọi phương pháp y học khác, nó cũng có những hạn chế và tác dụng phụ riêng. Tuy nhiên, cũng như việc cô từng giúp đồng nghiệp tránh khỏi tiếng ồn khó chịu trong phòng thí nghiệm nhiều năm trước, Xu hy vọng phát hiện của mình — cùng với những công trình của các nhà khoa học khác — sẽ giúp bệnh nhân tránh được đau đớn không cần thiết trong quá trình điều trị ung thư trong tương lai.
_________________
Nguồn: BBC
TinHoaThinhĐon 