Bằng cách sử dụng các hạt hình cây bàn chải, TS Nguyễn Văn Thanh Hùng cùng cộng sự đã thành công trong việc dẫn nhiều loại thuốc trị ung thư tới chính xác vị trí khối u.
Nghiên cứu do các nhà khoa học của Viện công nghệ Massachusetts (MIT) gồm TS Nguyễn Văn Thanh Hùng, TS Jeremiah Johnson cùng bác sĩ Irene Ghobrial, trường Y Harvard, TS P. Peter Ghoroghchian, chủ tịch Ceptur Therapeutics, TS Alexandre Detappe tại Viện Ung thư châu Âu Strasbourg (Pháp) thực hiện, công bố trên Nature Nanotechnology cuối tháng 1.
Lần đầu tiên các nhà hóa học đã thiết kế một loại hạt nano hình bàn chải có thể chứa nhiều loại thuốc với tỷ lệ chính xác và dễ dàng kiểm soát được. Khi sử dụng các hạt này, nhà nghiên cứu có thể tính toán và sau đó đưa ra tỷ lệ tối ưu của ba loại thuốc ung thư dùng để điều trị bệnh đa u tủy.
Chia sẻ với PV từ Mỹ, TS Hùng Nguyễn, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, cho biết điều trị ung thư bằng cách kết hợp các loại thuốc có thể hiệu quả hơn so với sử dụng thuốc duy nhất đang được áp dụng phần lớn trong điều trị. Tuy nhiên việc tìm ra cách kết hợp thuốc tối ưu và đảm bảo đưa được tới đúng tế bào ung thư là một thách thức. Nhóm đã thành công sử dụng các hạt nano để "vận chuyển" nhiều loại thuốc điều trị ung thư cùng lúc cho phép thuốc tích tụ chính xác tại vị trí khối u và giảm tác dụng phụ.
Từ năm 2011 phòng thí nghiệm của TS Jeremiah Johnson bắt đầu theo đuổi nghiên cứu các hạt nano polymer để mang nhiều loại thuốc. Lần này, nhóm nghiên cứu do TS Hùng dẫn đầu, tập trung vào một hạt hình bàn chải. Để tạo ra các hạt, các phân tử thuốc bị bất hoạt bằng cách liên kết với các khối xây dựng polyme (monome), sau đó được trộn với nhau theo một tỷ lệ cụ thể để trùng hợp. Điều này tạo nên các chuỗi kéo dài từ xương sống trung tâm, tạo cho phân tử một cấu trúc giống như bàn chải với các loại thuốc bất hoạt - tiền chất. Sự phân tách của trình liên kết giữ thuốc vào xương sống sẽ giải phóng các hoạt chất.
Để tạo ra một (hạt) bàn chải có hai hoặc ba loại thuốc (hoặc bất kỳ số lượng thuốc mong muốn), các nhà khoa học tổng hợp các monome liên hợp thuốc, trộn lại và polyme hóa chúng. Sản phẩm thu được có hình dạng giống hệt bàn chải nhưng chứa thành phần của hai, ba hoặc nhiều loại thuốc cần kết hợp trong điều trị.
Công nghệ BAM với thiết kế hạt cây hình bàn chải giúp kết hợp các loại thuốc điều trị ung thư tối ưu. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu).
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các hạt chỉ mang một loại thuốc: bortezomib để điều trị bệnh đa u tủy. Khi bortezomib được dùng riêng, thuốc có xu hướng tích tụ trong các tế bào hồng cầu và không đến được mục tiêu (tức khối u).
Khi các nhà nghiên cứu đưa phiên bản tiền chất dạng bàn chải trên chuột, họ phát hiện các hạt tích tụ chủ yếu trong huyết tương vì cấu trúc dạng bàn chải bảo vệ thuốc bị giải phóng ngay lập tức, cho phép nó lưu thông đủ lâu để đến được mục tiêu.
Việc sử dụng các hạt bàn chải giúp các nhà nghiên cứu có thể phân tích nhiều cách kết hợp thuốc khác nhau để đánh giá loại nào hiệu quả nhất. Kỳ vọng là tiền đề cho các nghiên cứu về kết hợp các loại thuốc điều trị ung thư.
TS Johnson giải thích trong bài viết trên trang của MIT, nếu tiêm ba loại thuốc vào cơ thể, tỷ lệ chính xác của những loại thuốc đó đến được tế bào ung thư cùng lúc rất thấp. Lý do, các loại thuốc có các đặc tính không giống nhau khiến chúng đi đến những nơi khác nhau, làm cản trở quá trình dịch chuyển các tỷ lệ kết hợp thuốc đã xác định này khá lớn.
Nếu điều trị bằng cả ba loại thuốc cùng nhau trong một hạt có khả năng vượt qua trở ngại đó, giúp việc giải phóng các tỷ lệ kết hợp. Kết quả thử nghiệm trên chuột bị đa u tủy phát hiện hạt bàn chải chứa ba loại thuốc với tỷ lệ kết hợp đã ức chế đáng kể sự phát triển của khối u so với các loại thuốc uống tự do được cung cấp ở cùng tỷ lệ và hỗn hợp của ba loại hạt bàn chải chứa 1 loại thuốc khác nhau. Bên cạnh đó hạt bàn chải chai chỉ chứa bortezomib của nhóm rất hiệu quả trong việc làm chậm sự phát triển của khối u.
Đánh giá về nghiên cứu, BS Ken Anderson, chuyên gia đầu ngành về bệnh đa u tủy tại trường Y Harvard và trung tâm ung thư Dana-Farber, cho biết công nghệ hạt bàn chải là cơ hội để nâng cao hiệu quả và phản ứng điều trị, tránh được tác dụng phụ. "Nhiều bệnh nhân hiện không có lựa chọn điều trị nào sẽ có cơ hội mới", ông chia sẻ.
Sử dụng hạt nano để vận chuyển thuốc đúng mục tiêu là hướng nghiên cứu được quan tâm trên thế giới. Gần nhất, công nghệ mRNA, nền tảng phát triển vaccine Covid-19, cũng sử dụng hạt nano để vận chuyển mRNA. Trong điều trị ung thư, tới nay mới chỉ có một hạt nano đưa được 2 loại thuốc cụ thể tới khối u (Vyxeos). Do đó các hạt bàn chải có thể chuyển nhiều thuốc cùng lúc và không bị giới hạn có thể giúp các bác sĩ trong điều trị nhiều loại ung thư trong tương lai.
TS Hùng cho biết thêm, anh cùng các cộng sự đã thành lập công ty nhằm đem kết quả từ phòng thí nghiệm tới các bệnh nhân. "Chúng tôi sẽ sản xuất các hạt bàn chải trên quy mô lớn và đem hạt nano vào thử nghiệm lâm sàng. Nhóm sẽ tiếp tục ứng dụng công nghệ này để tìm ra cách điều trị ung thư mới", anh nói.