Với các bệnh nhân mắc ung thư, hóa trị là một phương pháp trị liệu phổ biến. Tuy biện pháp này có hiệu quả, song quá trình điều trị bằng hóa chất dễ khiến người bệnh bị giảm bạch cầu - hàng rào miễn dịch bảo vệ cơ thể khỏi sự tấn công của vi khuẩn, virus, hoặc các tác nhân nhiễm trùng khác. Nhiễm trùng là một trong những biến chứng gây tử vong cao cho bệnh nhân. Để tránh tình trạng này, bệnh nhân có thể sẽ phải cách ly xã hội giữa những lần trị liệu.

Tìm ra điểm cân bằng giữa truyền đủ hóa chất cho người bệnh để tiêu diệt tế bào ung thư, đồng thời cũng không được quá nhiều khiến số lượng bạch cầu của bệnh nhân giảm xuống mức nguy hiểm (một tình trạng gọi là giảm bạch cầu trung tính) không phải điều dễ dàng với các bác sĩ chủ trị. Hiện nay, cách duy nhất để bác sĩ giám sát số lượng tế bào bạch cầu của người bệnh là thông qua xét nghiệm máu.

Để giúp bác sĩ nhanh chóng phát hiện biến chứng này và góp phần bảo vệ tính mạng người bệnh, những người sáng lập Công ty Leuko, xuất thân từ nhà nghiên cứu tại MIT, đã nỗ lực phát triển một thiết bị hữu ích mang tên PointCheck. Nó sẽ giám sát tình trạng sức khỏe của bệnh nhân ung thư trong quá trình hóa trị tại nhà, cụ thể là theo dõi bạch cầu. Thay vì lấy máu, thiết bị này sử dụng ánh sáng để nhìn xuyên qua lớp da ở đầu ngón tay, trí tuệ nhân tạo sẽ phân tích và phát hiện khi nào tế bào bạch cầu đạt mức thấp đến mức nguy hiểm.

Công nghệ tạo nên thiết bị này được Leuko thai nghén vào năm 2015. Trong vài năm tiếp theo, họ đã phát triển một nguyên mẫu và thực hiện một nghiên cứu nhỏ để chứng thực phương pháp của mình. Ngày nay, thiết bị này đã phát hiện chính xác số lượng bạch cầu thấp ở hàng trăm bệnh nhân ung thư mà không cần rút một giọt máu nào.

“Chúng tôi kỳ vọng thiết bị này sẽ mang lại cải thiện rõ ràng trong cách giám sát và chăm sóc bệnh nhân khi họ không nằm viện. Tôi cũng cho rằng vấn đề này có khía cạnh cá nhân hơn với người bệnh. Họ có thể cảm thấy dễ tổn thương khi ở cạnh người khác, và hiện tại họ không thể làm được gì nhiều. Điều đó có nghĩa là nếu người bệnh muốn gặp con cháu hay gia đình, họ sẽ phải liên tục tự hỏi: ‘Liệu mình có đang gặp rủi ro cao không?’”, Ian Butterworth cho biết. Ông là thành viên của nhóm nghiên cứu và là cựu kỹ sư nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Điện tử của MIT.

Thiết bị PointCheck có thể theo dõi mức độ bạch cầu của bệnh nhân đang hóa trị. Nguồn: Leuko

Trong bốn năm qua, nhóm nghiên cứu đã làm việc với Cơ quan Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) để thiết kế các nghiên cứu giúp khẳng định thiết bị của họ có độ chính xác cao và dễ dàng sử dụng đối với bệnh nhân không có kinh nghiệm. Cuối năm nay, họ hy vọng sẽ bắt đầu một nghiên cứu quan trọng nhằm khiến FDA phê duyệt.

Khi thiết bị này trở thành công cụ giám sát bệnh nhân chính thức, nhóm nghiên cứu tin rằng nó sẽ đem lại cho các bác sĩ một phương pháp mới để tối ưu hóa việc điều trị ung thư.

Carlos Castro-Gonzalez, người đứng đầu nhóm nghiên cứu cho biết: “Một số bác sĩ mà chúng tôi tiếp xúc tỏ ra rất vui mừng, vì họ nghĩ rằng các phiên bản tương lai của sản phẩm có thể được sử dụng để cá nhân hóa liều hóa trị cho từng bệnh nhân. Nếu một bệnh nhân không bị giảm bạch cầu trung tính, đó sẽ là dấu hiệu để bác sĩ tăng liều. Sau đó, mọi phương pháp điều trị có thể dựa trên phản ứng của từng bệnh nhân”.

Theo dõi sức khỏe miễn dịch

Năm 2013, các nhà nghiên cứu Ian Butterworth, Carlos Castro-Gonzalez, Aurélien Bourquard và Alvaro Sanchez-Ferro đến MIT theo chương trình hợp tác giữa MIT và Madrid – Madrid-MIT M+Vision Consortium. Chương trình đã đưa các nhà nghiên cứu y sinh từ khắp nơi trên thế giới hội tụ tại MIT để thực hiện các dự án chuyển giao với nhiều tổ chức xung quanh Boston và Madrid.

Chương trình này ban đầu tiến hành tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Điện tử của MIT. Nó thách thức các thành viên giải quyết những nhu cầu lớn, chưa được đáp ứng trong y học và kết nối họ với các giảng viên MIT để xây dựng giải pháp. Những người sáng lập Leuko cũng nhận được hỗ trợ từ hệ sinh thái khởi nghiệm của MIT, bao gồm Dịch vụ cố vấn liên doanh, Quỹ đổi mới Sandbox, Trung tâm khởi nghiệp Martin Trust và Trung tâm Deshpande. Sau khi tách khỏi MIT, công ty đã huy động được vốn qua các vòng tài trợ hạt giống và series A do Good Development Capital và HTH VC dẫn đầu.

Nhóm nghiên cứu cho biết những người mắc bệnh ung thư sẽ nhận được nhiều lợi ích nhất từ máy theo dõi bạch cầu không xâm lấn. Nếu không tới bệnh viện mà chỉ ở nhà thì thứ duy nhất bệnh nhân theo dõi được là nhiệt độ cơ thể. Nếu họ lên cơn sốt thì sẽ cần đến phòng cấp cứu ngay lập tức.

“Tình trạng nhiễm trùng xảy ra khá thường xuyên”, Sanchez-Ferro nói. “Cứ sáu bệnh nhân ung thư đang hóa trị thì sẽ có một người bị nhiễm trùng khi số lượng bạch cầu của họ ở mức cực kỳ thấp. Một số bệnh nhiễm trùng không may sẽ dẫn tới bệnh nhân tử vong, một điều cực kỳ đau đớn khi nguyên nhân là do việc điều trị chứ không phải do căn bệnh. [Nhiễm trùng] cũng sẽ làm gián đoạn quá trình hóa trị, làm tăng kết quả lâm sàng tiêu cực cho người bệnh”.

Thiết bị quang học của PointCheck hoạt động thông qua việc chụp ảnh các mao mạch ở phần da dưới gốc móng tay. Những mạch này dễ nhìn thấy rõ hơn và các bác sĩ đã sử dụng chúng để đánh giá những khía cạnh khác của sức khỏe mạch máu. Thiết bị di động này sẽ phân tích hoạt động của bạch cầu nhằm phát hiện mức độ thấp nghiêm trọng cho nhóm y bác sĩ.

Trong một nghiên cứu gồm 44 bệnh nhân vào năm 2019, nhóm của Sanchez-Ferro đã chứng minh thiết bị của họ có thể phát hiện khi nào mức độ bạch cầu xuống dưới ngưỡng nguy hiểm với kết quả dương tính giả tối thiểu. Kể từ đó, nhóm đã phát triển một sản phẩm mà một nghiên cứu lớn hơn khác cho thấy các bệnh nhân không được giám sát có thể sử dụng tại nhà để cung cấp thông tin miễn dịch cho bác sĩ.

Bourquard cho biết: “PointCheck hoàn toàn không xâm lấn, vì vậy bạn có thể đo tế bào bạch cầu tại nhà và thường xuyên hơn nhiều so với những gì có thể thực hiện được hiện nay. Khía cạnh quan trọng của việc này là nó cho phép các bác sĩ xác định những bệnh nhân có hệ thống miễn dịch trở nên yếu đến mức có nguy cơ nhiễm trùng cao. Nếu có được thông tin đó, bác sĩ có thể cung cấp phương pháp điều trị phòng ngừa dưới dạng kháng sinh và các yếu tố tăng trưởng. Nghiên cứu ước tính điều này sẽ loại bỏ 50% số ca nhập viện.”

Nhóm nghiên cứu tin rằng PointCheck sẽ giúp các y bác sĩ đưa ra quyết định chăm sóc sáng suốt hơn cho bệnh nhân.

Nguồn: MIT, Leuko