Công ty Hirotu Bio Science ở Nhật Bản sử dụng giun C.elegans để phát hiện mẫu nước tiểu của bệnh nhân có nguy cơ bị ung thư. Ảnh:asahi.com.

Chó có thể ngửi thấy mùi ở nồng độ một phần nghìn tỷ - tương đương với một giọt trong bể nước có kích thước bằng 20 bể bơi Olympic. Từ lâu, con người đã tận dụng khả năng này của loài chó. Chúng ta huấn luyện chó đánh hơi chất nổ và ma túy hay tìm kiếm người mất tích. Chó cũng có thể phát hiện bệnh tật, bao gồm ung thư, sốt rét, bệnh Parkinson và COVID-19, trước khi các triệu chứng rõ ràng xuất hiện. Ví dụ, một nghiên cứu được công bố vào năm 2019 cho thấy, những con chó được huấn luyện có thể xác định các mẫu máu lấy từ bệnh nhân ung thư phổi với độ chính xác 97%. Một nhóm các nhà nghiên cứu ở Đức gần đây đã huấn luyện chó để chúng nhận biết mẫu nước bọt bị nhiễm SARS-CoV-2, kết quả chó có thể nhận biết với độ chính xác 94%.

Tuy nhiên, việc huấn luyện chó mất nhiều thời gian. Người huấn luyện phải được trả tiền và một người không thể huấn luyện quá nhiều chó cùng một lúc. Bản thân các con vật cũng cảm thấy mệt mỏi và buồn chán. Trong các nghiên cứu trước đây về phát hiện ung thư, chưa đến một nửa số chó được huấn luyện thành công. Vì vậy, chó không phải là một câu trả lời thiết thực cho câu hỏi làm thế nào để phát hiện bệnh nhanh chóng, trước khi xuất hiện triệu chứng.

Nhưng ruồi giấm và giun có thể là các giải pháp thay thế. Không giống như chó, tất cả những loài động vật này đều rẻ và có thể sản sinh hàng loạt - và các giác quan của chúng cũng tốt như chó.

Hiện tại, chỉ có bốn bệnh ung thư - vú, cổ tử cung, ruột kết và trực tràng - là thường được tầm soát định kỳ, và cũng chỉ ở một số quốc gia có điều kiện. Cả bốn bệnh này mới chỉ chiếm một phần tư số ca tử vong do ung thư trên thế giới. Nhiều loại ung thư không được tầm soát - ví dụ, ung thư tuyến tụy, dạ dày và thực quản - lại rất cần phát hiện sớm để điều trị kịp thời. Sử dụng các công nghệ thích hợp để tận dụng khả năng của động vật có thể là giải pháp giúp xét nghiệm sàng lọc trên diện rộng.

Một nhà nghiên cứu hàng đầu trong lĩnh vực này, Giovanni Galizia thuộc Đại học Konstanz, Đức, cho biết ruồi giấm ngửi thấy mọi thứ bằng cách sử dụng râu của chúng. Galizia đã biến đổi gen của những con ruồi để khi chúng phát hiện các phân tử có mùi đặc trưng, não chúng sẽ phát ra ánh sáng huỳnh quang dưới kính hiển vi.

Với sự trợ giúp của công nghệ máy học, Galizia có thể nhận ra ánh sáng nào được tạo ra bởi mùi từ các tế bào khỏe mạnh, và ánh sáng nào được tạo ra bởi mùi từ các tế bào ung thư.

Trong các thí nghiệm của mình, Galizia đang sử dụng các tế bào ung thư được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Sở dĩ nghiên cứu không sử dụng tế bào ung thư thật từ bệnh nhân bởi vì để có tế bào này, bệnh nhân cần thực hiện sinh thiết - một quy trình chỉ được thực hiện khi người mang bệnh ung thư nghi ngờ có điều gì đó không ổn - điều này đi ngược lại mục đích của một bài kiểm tra sàng lọc ung thư.

Khác với ruồi, việc phát hiện dấu hiệu sớm của bệnh ung thư bằng giunkết hợp với công nghệ tự động hóa. Vào năm 2015, Hirotu Takaaki, khi đó là một nhà nghiên cứu tại Đại học Kyushu, Nhật Bản, đã tìm hiểu liệu giun C.elegans có thể phân biệt nước tiểu của người bị ung thư và người không bị ung thư hay không. C.elegans là một loài giun đất có khứu giác đặc biệt thính và không tốn nhiều chi phí để nuôi.Takaaki phát hiện ra rằng những con giun có xu hướng bò về phía nước tiểu của bệnh nhân ung thư và tránh xa nước tiểu của người khỏe mạnh. Năm sau, ông thành lập công ty Hirotu Bio Science để tự động hóa quy trình này.

Trong 5 năm, Hirotu Bio Science có ba trung tâm thử nghiệm trên khắp Nhật Bản. Trong mỗi lần phát hiện bệnh, robot sẽ nhỏ những đốm nước tiểu của người khỏe mạnh và bệnh nhân cần tầm soát ung thư lên các cạnh của đĩa Petri thí nghiệm, sau đó đặt một cụm giun vào giữa. Quá trình này được lặp lại hàng chục lần cho mỗi bệnh nhân. Nếu hầu hết các con giun bò về phía nước tiểu của bệnh nhân, thì bệnh nhân có khả năng mắc một trong 15 loại ung thư - mặc dù bác sĩ Hirotu vẫn chưa thể nói rõ là ung thư gì. Công ty hy vọng sau này sẽ đưa ra các kết quả cụ thể hơn bằng cách sử dụng kỹ thuật di truyền để điều chỉnh các giác quan của giun. Eric di Luccio, người đứng đầu bộ phận nghiên cứu và phát triển, cho biết công ty có kế hoạch thực hiện các thử nghiệm đặc biệt đối với bệnh ung thư tuyến tụy vào năm tới.

Đến nay vẫn chưa rõ liệu những ý tưởng này có trở thành hiện thực được không. Có lẽ các công ty còn phải mất nhiều thời gian để vận động các cơ quan quản lý y tế sao cho họ tin vào những ý tưởng này.

Hoàng Phương tổng hợp