Ứng dụng sóng âm hội tụ: Bước tiến mới trong điều trị ung thư và bệnh lý thần kinh

Nhiều bệnh nhân có thể sớm được hưởng lợi từ những tiến bộ khoa học gần đây trong công nghệ sóng âm. Sóng âm ở tần số cao hơn ngưỡng nghe của con người thường được sử dụng trong thăm khám y tế. Còn được gọi là siêu âm, những sóng âm này giúp bác sĩ lâm sàng chẩn đoán và theo dõi bệnh lý, đồng thời cung cấp hình ảnh đầu tiên về thai nhi cho các gia đình.

Hiện nay, các bệnh nhân mắc các bệnh lý như ung thư và thoái hóa thần kinh (như Alzheimer) cũng có thể sớm được hưởng lợi từ công nghệ này.

Một kỹ sư y sinh đã nghiên cứu cách siêu âm hội tụ – tập trung năng lượng âm thanh vào một thể tích mô cụ thể – có thể được tinh chỉnh để điều trị các bệnh lý khác nhau. Trong vài năm trở lại đây, công nghệ này đã phát triển nhanh chóng và ứng dụng đáng kể trong lâm sàng. Các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá những hướng điều trị mới bằng sóng âm hội tụ.

Lịch sử phát triển của sóng âm hội tụ

Siêu âm được tạo ra bằng đầu dò chứa vật liệu có khả năng chuyển đổi dòng điện thành rung động và ngược lại. Khi sóng âm đi qua cơ thể, chúng phản xạ tại ranh giới giữa các loại mô khác nhau. Đầu dò sẽ ghi nhận phản xạ này và chuyển thành tín hiệu điện để máy tính xử lý thành hình ảnh mô.

Hơn 80 năm trước, các nhà khoa học phát hiện rằng tập trung sóng âm vào một vùng nhỏ có thể làm nóng và phá hủy mô não – tương tự việc dùng kính lúp tập trung ánh sáng mặt trời. Họ bắt đầu thử nghiệm điều trị rối loạn thần kinh, đau, thậm chí ung thư.

Tuy nhiên, rào cản kỹ thuật – đặc biệt là hộp sọ hấp thụ năng lượng sóng âm – gây khó khăn khi đưa chùm tia đến mô não tổn thương. Sau này, việc tích hợp mảng đầu dò lớn với hình ảnh mật độ hộp sọ đã cải thiện độ chính xác và năng lượng đầu vào.

Nhờ tiến bộ trong công nghệ hình ảnh và vật lý âm học, sóng âm hội tụ hiện đã được ứng dụng rộng rãi. Hàng trăm thử nghiệm lâm sàng trên nhiều bệnh lý đã được tiến hành. Trong đó, điều trị chứng run vô căn đã đạt kết quả rất khả quan và đang được triển khai thường quy tại nhiều quốc gia.

Các chuyên gia tin rằng sóng âm hội tụ có thể mang lại lợi ích trong:

• tăng hiệu quả đưa thuốc vào não,

• kích hoạt phản ứng miễn dịch chống lại ung thư,

• điều trị các bệnh hiếm liên quan hệ thần kinh trung ương.

Đưa thuốc vào não bằng sóng âm hội tụ

Hàng rào máu não (BBB) là cơ chế bảo vệ quan trọng nhưng cũng cản trở thuốc tiếp cận não bộ. Hàng rào này chỉ cho phép một số phân tử nhất định đi qua, ngăn độc tố và mầm bệnh.

Hơn 20 năm trước, nghiên cứu chỉ ra rằng sóng âm hội tụ cường độ thấp có thể tạm thời mở hàng rào máu não bằng cách làm dao động các bong bóng vi mô trong mạch máu. Sự dao động này mở ra các lỗ nhỏ li ti, cho phép thuốc thẩm thấu vào mô não, và hàng rào chỉ mở tại vị trí có sóng âm chiếu vào.

Hiện nay, nhiều thiết bị sử dụng cơ chế này đã được phát triển và đang trong thử nghiệm lâm sàng để điều trị:

• u nguyên bào thần kinh đệm,

• di căn não,

• bệnh Alzheimer.

Song song, liệu pháp gen – vốn khó vượt qua hàng rào máu não – nay có thể được hỗ trợ bằng sóng âm hội tụ trong nghiên cứu trên động vật, mở ra cơ hội thử nghiệm trên người trong tương lai.

Kích thích phản ứng miễn dịch chống ung thư

Liệu pháp miễn dịch ung thư giúp kích hoạt hệ miễn dịch tấn công tế bào ác tính. Tuy nhiên, một số loại ung thư như:

• ung thư vú,

• ung thư tuyến tụy,

• u nguyên bào thần kinh đệm

có khối u “lạnh”, khó đáp ứng với liệu pháp miễn dịch.

Sóng âm hội tụ có thể phá vỡ cấu trúc khối u thành mảnh vụn, đưa đến hạch bạch huyết, kích thích hệ miễn dịch nhận diện và tiêu diệt tế bào ung thư hiệu quả hơn.

Năm 2022, Đại học Virginia thành lập trung tâm nghiên cứu miễn dịch ung thư bằng sóng âm hội tụ đầu tiên trên thế giới. Tại đây, các thử nghiệm lâm sàng kết hợp sóng âm hội tụ và liệu pháp miễn dịch đang được triển khai, bao gồm điều trị u hắc tố ác tính tiến triển.

Điều trị bệnh hiếm bằng sóng âm hội tụ

Mặc dù tập trung chủ yếu vào ung thư và Alzheimer, công nghệ này có tiềm năng hỗ trợ điều trị các bệnh hiếm.

Một trong số đó là dị dạng hang não (CCM) – tổn thương mạch máu bất thường trong não. Khi tổn thương phát triển và xuất huyết, bệnh nhân có thể gặp triệu chứng thần kinh nặng.

Hiện nay, phương pháp điều trị phổ biến nhất là phẫu thuật. Tuy nhiên:

• một số vị trí khó tiếp cận,

• nguy cơ biến chứng cao,

• xạ trị cũng có thể gây tác dụng phụ.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy sóng âm hội tụ có thể:

• mở hàng rào máu não để tăng hiệu quả đưa thuốc vào CCM,

• làm chậm sự phát triển tổn thương trong mô hình động vật, ngay cả khi không sử dụng thuốc.

Những nghiên cứu về tính an toàn đã cho phép bác sĩ phẫu thuật thần kinh bắt đầu thiết kế thử nghiệm lâm sàng để kiểm tra ứng dụng này trên bệnh nhân CCM.

Kỳ vọng trong tương lai

Với sự phát triển của công nghệ, sóng âm hội tụ được kỳ vọng sẽ:

• mở rộng phạm vi điều trị,

• giảm xâm lấn,

• cải thiện chất lượng sống cho bệnh nhân ung thư, thần kinh và bệnh hiếm.

Bệnh viện An Sinh (Nguồn tham khảo: Independent)

Sức khỏe và hạnh phúc của gia đình bạn