thumbnail - Nanomedicine: Liệu pháp điều trị bằng hạt nano có thể là chìa khóa để điều trị ung thư?
Thu Hà
Hà Nội

Nanomedicine: Liệu pháp điều trị bằng hạt nano có thể là chìa khóa để điều trị ung thư?

Khi bạn nghe thấy từ “nanomedicine”, nó có thể gợi nhớ đến những tình huống như trong một bộ phim đã cách đây hàng chục năm. Bộ phim miêu tả về một đội y tế được về kích thước siêu nhỏ để cưỡi một con tàu robot siêu nhỏ xuyên qua cơ thể một người đàn ông để làm sạch cục máu đông trong não của anh ta.

Trên thực tế, Nanomedicine vẫn chưa đạt đến mức độ tinh vi đó. Mặc dù các nhà khoa học có thể tạo ra các vật liệu nano nhỏ hơn vài nanomet (chỉ 1 phần tỷ mét) nhưng công nghệ nano ngày nay vẫn chưa thể tạo ra các robot điện tử chức năng đủ nhỏ để tiêm vào máu một cách an toàn. Tuy vậy, kể từ khi khái niệm công nghệ nano lần đầu tiên được giới thiệu vào những năm 1970, nó đã tạo được dấu ấn trong nhiều sản phẩm hàng ngày, bao gồm điện tử, vải, thực phẩm, nước và các quy trình xử lý không khí, mỹ phẩm và cả các loại thuốc trị bệnh. Với những thành công trên các lĩnh vực khác nhau, nhiều nhà nghiên cứu y tế đã mong muốn sử dụng công nghệ nano để chẩn đoán và điều trị bệnh ở người.

Một số ít các nhà khoa học về dược phẩm đã được truyền cảm hứng từ những lời hứa về nanomedicine, từ đó, họ đã nghiên cứu phát triển các phương pháp điều trị ung thư bằng vật liệu nano trong hơn 20 năm qua.  Trong khi nanomedicine đã đạt được nhiều thành công thì các nhà nghiên cứu lại thất vọng vì hiệu suất tổng thể quá thấp trong bệnh ung thư của nó. Để chuyển đổi thành công từ việc điều trị phòng thí nghiệm sang các phương pháp điều trị tại phòng khám thực tế, một số nhà khoa học đã đề xuất một phương pháp mới để thiết kế thuốc điều trị ung thư bằng vật liệu nano. Nhờ chiến lược này, họ đã phát triển một phương pháp điều trị có thể đạt được sự thuyên giảm hoàn toàn ở những con chuột bị ung thư vú di căn.



Nanomedicine là gì?

Nanomedicine đề cập đến việc sử dụng các vật liệu ở kích thước nano để chẩn đoán và điều trị bệnh. Một số nhà nghiên cứu cũng định nghĩa nanomedicine bao gồm bất kỳ sản phẩm y tế nào sử dụng vật liệu nano nhỏ hơn 1.000 nanomet. Những người khác thì sử dụng theo nghĩa hẹp hơn, để chỉ các loại thuốc tiêm sử dụng các hạt nano nhỏ hơn 200 nanomet. Bất cứ thứ gì lớn hơn có thể không an toàn để tiêm vào máu.

Một số vật liệu nano đã được sử dụng thành công trong điều chế vắc xin. Chẳng hạn như vắc xin mRNA Pfizer-BioNTech và Moderna COVID-19 . Các loại vắc xin này sử dụng một hạt nano làm từ lipid hoặc axit béo, giúp mang mRNA đến nơi nó cần đến trong cơ thể để kích hoạt phản ứng miễn dịch. Các nhà nghiên cứu cũng đã áp dụng thành công vật liệu nano trong chẩn đoán và hình ảnh y tế. Chẳng hạn như Xét nghiệm COVID-19 nhanh và que thử thai sử dụng các hạt nano vàng để tạo thành dải màu cho kết quả dương tính. Kỹ thuật chụp hoặc MRI , thường sử dụng các hạt nano làm chất tương phản giúp hình ảnh hiển thị rõ ràng hơn.



Một số loại thuốc dựa trên hạt nano đã được phê duyệt để điều trị ung thư. Doxil (doxorubicin) và Abraxane (paclitaxel) là thuốc hóa trị sử dụng vật liệu nano làm cơ chế phân phối để nâng cao hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ. 

Ung thư và y học nano

Tiềm năng của nanomedicine để cải thiện hiệu quả của một loại thuốc và giảm độc tính của nó là một điều có sức hấp dẫn và thú vị đối với các nhà nghiên cứu ung thư làm việc với các loại thuốc chống ung thư thường có tác dụng phụ mạnh. Thực tế là như vậy, 65% các thử nghiệm lâm sàng sử dụng các hạt nano tập trung vào bệnh ung thư. Ý tưởng ở đây là thuốc điều trị ung thư dạng hạt nano có thể hoạt động giống như tên lửa sinh học tiêu diệt khối u nhưng vẫn giảm thiểu thiệt hại tối đa cho các cơ quan khỏe mạnh trong cơ thể. Bởi vì các khối u sẽ có các mạch máu bị rò rỉ, các nhà nghiên cứu tin rằng điều này sẽ cho phép các hạt nano tích tụ trong các khối u. Và ngược lại, vì các hạt nano có thể lưu thông trong máu lâu hơn các phương pháp điều trị ung thư truyền thống, cho nên chúng có thể tích tụ ít hơn trong các cơ quan khỏe mạnh và giảm độc tính.

Mặc dù chiến lược được thiết kế này bước đầu đã thành công trên các mô hình chuột, nhưng hầu hết các loại thuốc điều trị ung thư hạt nano không được chứng minh là có hiệu quả hơn các loại thuốc điều trị ung thư khác. Bên cạnh đó, trong khi một số loại thuốc dựa trên hạt nano có thể làm giảm độc tính đối với một số cơ quan nhất định, chúng vẫn có thể làm tăng độc tính ở những cơ quan khác. Chẳng hạn như  Doxil dựa trên hạt nano làm giảm tổn thương cho tim so với các lựa chọn hóa trị khác, nó lại có thể làm tăng nguy cơ phát triển hội chứng tay chân miệng.



Cải thiện thuốc điều trị ung thư dựa trên hạt nano

Để tìm hiểu cách cải thiện thiết kế các loại thuốc điều trị ung thư dựa trên hạt nano, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra xem 5 loại thuốc điều trị ung thư dựa trên hạt nano đã được phê duyệt tích lũy tốt như thế nào trong các khối u và tránh các tế bào khỏe mạnh so với các loại thuốc điều trị ung thư không có hạt nano tương tự. Những phát hiện trong nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho phép các nhà nghiên cứu đề xuất rằng việc thiết kế các hạt nano cụ thể hơn cho mục tiêu dự kiến của chúng có thể cải thiện khả năng dịch của thuốc khi chuyển từ mô hình động vật sang người. Điều này bao gồm việc tạo ra các hạt nano để giải quyết những thiếu sót của một loại thuốc cụ thể - chẳng hạn như các tác dụng phụ thông thường - và tập trung hơn vào các loại tế bào mà chúng nên nhắm mục tiêu trong từng loại ung thư cụ thể.

Sử dụng những tiêu chí này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một liệu pháp miễn dịch dựa trên hạt nano cho bệnh ung thư vú di căn. Đầu tiên, họ xác định rằng ung thư vú có một loại tế bào miễn dịch ức chế phản ứng miễn dịch, giúp ung thư kháng lại các phương pháp điều trị kích thích hệ thống miễn dịch tấn công các khối u. Họ cũng đưa ra giả thuyết rằng mặc dù thuốc có thể vượt qua sự kháng thuốc này, nhưng chúng vẫn không thể tích tụ đủ trong các tế bào này tạo ra hiệu quả. Vì thế các nhà nghiên cứu đã thiết kế các hạt nano làm từ một loại protein phổ biến gọi là albumin có thể đưa thuốc điều trị ung thư trực tiếp đến nơi chứa các tế bào ức chế miễn dịch này.

Khi thử nghiệm phương pháp điều trị dựa trên hạt nano trên cơ thể những con chuột bị biến đổi gen để mắc bệnh ung thư vú, cho thấy các khối u đã bị loại bỏ gần như hoàn toàn. Tất cả những con chuột vẫn còn sống 200 ngày sau khi sinh. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng có thể chuyển thành công mô hình này từ động vật sang bệnh nhân ung thư.


Nanomedicine: Liệu pháp điều trị bằng hạt nano có thể là chìa khóa để điều trị ung thư? 


Tương lai tương sáng đầy hứa hẹn của Nanomedicine

Sự thành công của một số loại thuốc sử dụng các hạt nano, chẳng hạn như vắc xin COVID-19 mRNA, đã truyền cảm hứng và sự phấn khích cho các nhà nghiên cứu và công chúng về khả năng sử dụng nano trong việc điều trị các bệnh khác nhau, không loại trừ cả những tiềm năng về vắc xin ngừa ung thư trong tương lai. Tuy nhiên, vắc xin phòng bệnh truyền nhiễm không giống như vắc xin phòng bệnh ung thư. Và thuốc ngừa ung thư có thể yêu cầu các chiến lược khác nhau để vượt qua sự kháng thuốc điều trị. Tiêm vắc-xin dạng hạt nano vào máu cũng có những thách thức thiết kế khác với tiêm vào cơ.

Mặc dù lĩnh vực y học nano đã đạt được nhiều tiến bộ trong việc đưa thuốc hoặc chẩn đoán ra khỏi phòng thí nghiệm để sử dụng chúng trong các phòng khám, nó vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Học hỏi những thành công và thất bại trong quá khứ có thể giúp các nhà nghiên cứu phát triển những bước đột phá cho phép nanomedicine thực hiện đúng như lời hứa của nó.

Nguồn interesting

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác