Các nhà nghiên cứu đã điều chỉnh một kỹ thuật phóng đại cao để xem các cấu trúc cơ thể ở cấp độ tế bào để họ có thể hình dung các mạch máu trong khối u của con người trong thời gian thực.

Sử dụng kỹ thuật được gọi là kính hiển vi trong tử cung (IVM), họ phát hiện ra rằng khoảng một nửa số mạch máu trong khối u ở bệnh nhân u ác tính không có lưu lượng máu và các mạch máu khối u lớn hơn nhiều so với dự đoán từ các nghiên cứu trước đây.

Theo nhóm nghiên cứu, do Joseph Skitzki, MD, thuộc Viện Ung thư Roswell Park, đứng đầu, những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với việc cung cấp các phương pháp điều trị ung thư như hóa trị và liệu pháp miễn dịch.

Nghiên cứu được công bố vào ngày 17 tháng 2 trên tạp chí Nature Communications .

Vượt qua những thách thức kỹ thuật

Kính hiển vi trong tử cung đã được sử dụng trong các mô hình động vật trong nhiều thập kỷ để nghiên cứu quá trình vận chuyển thuốc và sinh học ung thư. Tuy nhiên, cho đến gần đây, phương pháp này vẫn chưa được sử dụng ở người do một số thách thức kỹ thuật, bao gồm làm thế nào để chiếu sáng khối u mà không can thiệp vào phẫu thuật hoặc làm gián đoạn nguồn cung cấp máu cho khối u.

Mặc dù quá trình truyền sáng hoặc truyền ánh sáng qua mô nói chung là không thể thực hiện được, nhưng Tiến sĩ Skitzki và các đồng nghiệp của ông đã có thể giải quyết thách thức này bằng cách sử dụng một phương pháp gọi là chiếu sáng phát quang, chiếu sáng mô từ bên trên bằng nguồn sáng cường độ cao.

Tiến sĩ Skitzki cho biết, một thách thức quan trọng khác là ổn định kính hiển vi. Thông thường, kính hiển vi trong tử cung được thiết lập để sử dụng trong phòng thí nghiệm, nhưng các nhà nghiên cứu cần chế tạo một loại có thể di chuyển quanh phòng phẫu thuật.

Ông giải thích: “Bất kỳ rung động nào cũng sẽ gây ra những thay đổi lớn trong trường thị giác của kính hiển vi, vì vậy chúng tôi phải thiết kế một thứ gì đó có thể di động nhưng hoàn toàn ổn định. “Với thiết kế công xôn và chân đế nặng—hơn 800 lbs.—chúng tôi đã tạo ra sự ổn định đáng kinh ngạc tại điểm lấy nét. Giờ đây, với phần mềm phù hợp, bạn có thể tạo ra những hình ảnh rất đẹp ở độ phóng đại 100 lần hoặc cao hơn,” ông nói.

Không có máu chảy

Nhóm đã thiết kế kính hiển vi và thử nghiệm nó ở những bệnh nhân u ác tính đang trải qua phẫu thuật cắt bỏ khối u. Tiến sĩ Skitzki cho biết phát hiện của họ rằng một nửa số mạch máu trong các khối u này không có dòng máu chảy vào bất kỳ thời điểm nào đã gây bất ngờ. Anh ấy giải thích: “Điều đó sẽ không bao giờ được dự đoán từ các slide bệnh lý hoặc bất cứ thứ gì tương tự.

Để đảm bảo kết quả này không phải là sản phẩm của chính quy trình phẫu thuật (ví dụ: chấn thương do phẫu thuật), các nhà nghiên cứu đã kiểm tra lưu lượng máu khối u ở ba bệnh nhân có da mỏng đến mức khối u của họ có thể được nhìn thấy trực tiếp qua da. Một lần nữa, họ phát hiện ra rằng khoảng 50% mạch máu không có lưu lượng máu.

Tiến sĩ Skitzki giải thích rằng đó là một phát hiện quan trọng về mặt lâm sàng, bởi vì “cho dù chúng ta đang nói về hóa trị hay liệu pháp miễn dịch, thì một nửa số lối vào của khối u đã bị đóng lại, vì vậy các liệu pháp không thể đến được các phần khác nhau của khối u.”

Nói chung, nhiều mạch máu khối u cũng trông khác so với các mạch máu điển hình, các tác giả báo cáo. Họ viết: “Các mạch khối u được ghi nhận bởi cấu trúc quanh co và phức tạp của chúng, điều này hoàn toàn trái ngược với các mạch thẳng bình thường được phát hiện ở vùng da xung quanh.

Tiến sĩ Skitzki cho biết các nghiên cứu sâu hơn sẽ cần trả lời những câu hỏi quan trọng, chẳng hạn như liệu các mạch máu hoạt động kém trong khối u có thể hoạt động trở lại hay nguyên nhân khiến chúng ngừng hoạt động. “Bởi vì, nếu bạn có thể mở mạch máu, bạn có thể làm cho khối u dễ điều trị hơn.”

Kích thước tàu có khả năng ảnh hưởng đến điều trị

Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng tất cả các mạch máu khối u được hình dung đều có đường kính lớn hơn nhiều so với dự đoán dựa trên các nghiên cứu trên động vật hoặc từ bệnh lý học, Tiến sĩ Skitzki cho biết.

Đường kính mạch máu có khả năng ảnh hưởng đến việc điều trị theo nhiều cách, bao gồm cản trở việc vận chuyển thuốc và hiệu quả của các loại thuốc trị liệu miễn dịch. Ví dụ, các lực vật lý của máu chảy qua các mạch “là một rào cản đáng kể đối với việc vận chuyển các tế bào miễn dịch qua nội mạc khối u,” các nhà nghiên cứu viết.

Yantian Zhang, Ph.D., thuộc Chi nhánh Công nghệ Hình ảnh thuộc Khoa Điều trị và Chẩn đoán Ung thư của NCI cho biết: “Nghiên cứu này khá quan trọng và đã đưa ra một số quan sát thú vị, khuyến khích điều tra thêm bằng cách sử dụng hệ thống IVM như vậy. Ví dụ, những phát hiện về kích thước mạch máu khối u “sẽ yêu cầu chúng tôi kiểm tra lại hiểu biết của chúng tôi về lưu lượng máu khối u và chuyển hóa khối u liên quan, vận chuyển thuốc và tương tác với vật chủ khối u,” Tiến sĩ Zhang cho biết.

Ông tiếp tục, kỹ thuật IVM “có thể giúp cải thiện hiểu biết về mạch máu khối u và môi trường vi mô khối u, đồng thời có khả năng dẫn đến cải thiện tiên lượng bệnh nhân và đo lường đáp ứng điều trị.”

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ sử dụng kỹ thuật này để kiểm tra nhiều loại khối u khác nhau, bao gồm cả khối u buồng trứng. Nhóm cũng có kế hoạch phát triển các cách để hình dung rõ hơn về sinh lý khối u.

Tiến sĩ Skitzki giải thích: “Cuối cùng, nếu chúng ta có thể phát triển thuốc thử huỳnh quang có thể xem được trong thời gian thực, có lẽ chúng ta có thể hình dung được quá trình hấp thu và vận chuyển thuốc đến khối u. “Tôi nghĩ rằng chắc chắn có tiềm năng phát triển các loại thuốc thử giúp bạn đọc được khối u theo thời gian thực, vì vậy bạn có thể thực sự cá nhân hóa việc chăm sóc bệnh nhân.”