Phát hiện sớm các rối loạn não bộ chỉ với một giọt nước bọt
Lần đầu tiên, một nhóm các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đã phát triển một công nghệ có khả năng chẩn đoán sớm các rối loạn thần kinh nghiêm trọng, bao gồm động kinh, bệnh Parkinson và tâm thần phân liệt, chỉ bằng một lượng nhỏ nước bọt. Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Sung-Gyu Park thuộc Bộ phận Nghiên cứu Vật liệu Sinh học và Chăm sóc Sức khỏe Tiên tiến tại Viện Khoa học Vật liệu Hàn Quốc (KIMS) dẫn đầu, cùng với nhóm của Giáo sư Ho Sang Jung tại Đại học Hàn Quốc và các nhà nghiên cứu từ Trường Y thuộc Đại học Công giáo Hàn Quốc.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Advanced Materials.
Nhóm nghiên cứu chung đã phát triển một nền tảng Bẫy phân tử điện hóa (GME)–SERS có khả năng phát hiện trực tiếp những thay đổi cấu trúc trong protein bằng cách sử dụng nước bọt, thay thế các phương pháp chẩn đoán thông thường dựa trên máu hoặc dịch não tủy vốn tốn kém và xâm lấn.
Công nghệ này tận dụng các "điểm nóng" plasmonic hình thành tự nhiên khi protein được giữ lại trên các cấu trúc nano được cấu tạo từ oxit đồng và vàng (Au–CuO). Một đặc điểm quan trọng của nền tảng này là khả năng khuếch đại tín hiệu Raman cực yếu của các phân tử sinh học lên hơn một tỷ lần.
Với phương pháp này, hệ thống có thể phân biệt một cách nhạy bén các trạng thái xơ hóa protein (monomer so với fibril), điều mà các kỹ thuật chẩn đoán thông thường rất khó đo lường.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích mẫu nước bọt từ tổng cộng 44 bệnh nhân mắc bệnh động kinh, tâm thần phân liệt và bệnh Parkinson, cũng như 23 người khỏe mạnh làm nhóm đối chứng, phối hợp với Bệnh viện St. Vincent. Kết quả khẳng định công nghệ này có thể phân loại các rối loạn này với độ chính xác cao, vượt quá 90%, thậm chí lên đến 98%. Đặc biệt, khả năng phân biệt các rối loạn thần kinh dựa trên các chỉ số bệnh lý cơ bản, cụ thể là những thay đổi cấu trúc trong protein chứ không phải tổng nồng độ protein—được coi là một thành tựu hiếm có và quan trọng trên phạm vi toàn cầu.
Tiến sĩ Sung-Gyu Park, nhà nghiên cứu chính tại KIMS, cho biết: "Một kỷ nguyên mới đã bắt đầu, trong đó các bệnh lý về não có thể được đánh giá thông qua phân tích nước bọt đơn giản mà không cần đến các phương pháp chụp PET tốn kém hoặc xét nghiệm dịch não tủy. Vì công trình này đã được công bố trên một tạp chí quốc tế hàng đầu, tính độc đáo và sự đổi mới của công nghệ này giờ đây đã được chính thức công nhận trên toàn thế giới."
Giáo sư Ho Sang Jung của Đại học Hàn Quốc cho biết thêm: "Với tính chất không xâm lấn và chi phí thấp, công nghệ này có tiềm năng đáng kể để mở rộng ra ngoài phạm vi khám chữa bệnh ngoại trú tại bệnh viện, bao gồm cả các thiết bị chẩn đoán tại nhà."
Nhóm nghiên cứu dự định theo đuổi việc thương mại hóa bằng cách phát triển các thiết bị chẩn đoán tại chỗ di động dựa trên cảm biến Raman và bằng cách thúc đẩy chuyển giao công nghệ cho các công ty y tế và khoa học sự sống.