Hành trình tìm ra "thần dược" Rapamycin: thứ thuốc đột phá giúp ức chế miễn dịch, chữa lão hóa và ung thư

[thuha19051234]

Rapamycin là loại thuốc phân lập từ Streptomyces hygroscopicus - một loại vi khuẩn được tìm thấy trong đất của Rapa Nui, khám phá bởi Surendra Sehgal vào những năm 1960. Kể từ đó, loại thuốc này đã khai phá một con đường sinh học mới cho các nhà khoa học, cho phép tìm hiểu rõ hơn hệ thống miễn dịch và lão hóa và ung thư.
Những khám phá bất ngờ có thể đến từ nơi không ngờ tới. Loại thuốc bí ẩn Rapamycin, đến từ một hộp đất ở một trong những nơi bị cô lập nhất thế giới - Đảo Phục sinh. Rapamycin là một tên ghép lấy từ địa danh dãy núi vùng Rapa Nui, nơi có rất nhiều thung lũng và bùn lầy.

Hành trình khám phá bất ngờ​

Vào năm 1960, một đoàn thám hiểm người Canada đã đổ bộ lên bờ biển của Đảo Phục Sinh, điều tra nguồn gốc những bức tượngnổi tiếng của người Rapa Nui. Họ đã thu thập nhiều mẫu đất từ các địa điểm khác nhau trên đảo, gửi đến một công ty y sinh để kiểm tra bởi nhân viên Surendra Sehgal phụ trách. Dù không mong đợi để tìm thấy điều gì, nhưng họ thực sự ngạc nhiên về một công dụng của đất lấy ở núi đất Rapa Nui.
Rapamycin được phân lập từ Streptomyces hygroscopicus, một loại vi khuẩn được tìm thấy trong đất của Rapa Nui. Khi thuốc cô lập được mạ trên nấm, nó đã ngăn nấm phát triển hoàn thiện, như là một loại thuốc chống nấm rất mạnh. Vậy điều gì đã khiến cho loại thuốc này có khả năng chống nấm mạnh mẽ đến vậy.
Sehgal đã tiến hành điều tra sâu hơn và phát hiện một điều gây sốc. Khi thử nghiệm lâm sàng trên người, thuốc này đã làm suy giảm số lượng bạch cầu nghĩa là làm ngừng hoạt động hệ thống miễn dịch. Một loại thuốc như vậy sẽ không có tác dụng điều trị nhiễm trùng, vì vậy công ty đã tạm dừng công việc của Sehgal.
Tuy nhiên, sau đó Sehgal đã lấy những mẫu rapamycin bị ném vào thùng rác, cất chúng đi cùng với hành lý của mình. Anh có linh cảm rằng mình đang theo đuổi một thứ gì đó và không thể từ bỏ nhanh chóng như vậy.

Quay trở lại những năm 1980, các ca cấy ghép nội tạng bắt đầu được thực hiện trên khắp Bắc Mỹ, nhưng các bác sĩ liên tục gặp trở ngại do sự xung đột từ hệ thống miễn dịch từ người nhận. Điều mà các nhà nghiên cứu trên thế giới đang tìm kiếm lúc này chính là một chất ức chế miễn dịch. Sehgal nhớ lại khả năng ngăn chặn hoạt động miễn dịch của loại thuốc bí ẩn mình đang mang theo. Vào năm 1988, anh mở lại việc nghiên cứu Rapamycin và cho đến năm 1990, một thử nghiệm của FDA đã được chấp thuận cho việc sử dụng Rapamycin trong cấy ghép.
Điều đáng nói là cùng năm đó Sehgal được chẩn đoán mắc bệnh ung thư ruột kết và có 6 tháng để sống. Vì còn công việc và gia đình, anh ấy từ chối các chẩn đoán và tự mình uống thuốc Rapamycin, anh sống thêm được 5 năm. Hiện tại, các nhà khoa học còn phát hiện ra Rapamycin có thể làm tăng tuổi thọ ở chuột.
Rapamycin rõ ràng có một vị trí và vai trò quan trọng cho các thế hệ thuốc ức chế miễn dịch mới, giúp ích rất nhiều cho những bệnh nhân cấy ghép nội tạng.

Rapamycin có gì mà kỳ diệu đến vậy?​

Lúc bị nghỉ việc, Sehgal dường như vẫn cảm nhận được đang có thứ gì đó "khổng lồ" trong tay. Anh đã gửi mẫu thuốc bí ẩn của mình cho mọi người trên khắp đất nước. Tiến sĩ David Sabatini đã điều tra cách hoạt động của loại thuốc này, ông nhận ra rằng nó ngăn chặn sự phát triển của các tế bào, đánh lừa rằng chúng không có đủ chất dinh dưỡng để phân chia. Điều này cũng có tác dụng với các tế bào ung thư. Khi các tế bào khối u tin rằng chúng không có chất dinh dưỡng để phát triển, chúng sẽ ngừng phân chia và ung thư sẽ chết.

Cấu trúc Protein mTOR của con người
Sâu bên trong mỗi tế bào là một loại protein lớn được che đậy trong bí ẩn. Trong một thời gian dài, các nhà vi sinh vật học đã biết về loại protein này, nhưng không biết nó làm gì hoặc tại sao nó lại ở đó. Rapamycin đã giúp họ biết được nó dùng để làm gì. Bằng cách lần theo hành trình hoạt động của Rapamycin xuyên qua tế bào, họ phát hiện ra rằng mục tiêu chính là loại protein bí ẩn này, được gọi là mTOR (viết tắt của Target of Rapamycin).
Protein mTor là người quản lý một chuỗi phản ứng cực kỳ dài để kích hoạt tế bào phân chia làm hai, một quá trình được gọi là phân chia tế bào. Quá trình này tiêu tốn rất nhiều năng lượng của tế bào, chất dinh dưỡng cũng như sự ổn định. Một tế bào sẽ nhận biết liệu nó có đủ các tài nguyên này hay không thông qua con đường tín hiệu ac ell, xác nhận rằng nó có đủ protein, đường hay ATP không. Những xác nhận này được báo cáo lại cho mTOR giống như một người quản lý. Đến lượt Rapamycin ngăn chặn xác nhận này, đánh lừa tế bào nghĩ rằng nó không có đủ chất dinh dưỡng để phân chia.
Bằng "cú lừa" này, tế bào sẽ "nghĩ" rằng nó đang đói, chuỗi phản ứng bị dừng lại và tế bào không phân chia. Đó chính là cốt lõi của khả năng ngăn chặn sự phát triển của nấm, phản ứng miễn dịch hoạt động quá mức ở những người nhận nội tạng cũng như đã làm chậm sự phát triển của các khối u ruột kết của Sehgal.

Các mẫu đất

Tạm kết​

Một hộp đất chứa một hợp chất bí ẩn đã đi đến nửa vòng trái đất và sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, nó đã cứu sống hàng nghìn người. Và rất có thể, những hợp chất mới khác, vẫn chờ đợi được tìm kiếm trong đất dưới chân chúng ta, trong cây cối và những gì đã hiện hữu xung quanh chúng ta. chẳng hạn như các bác sĩ cổ đại đã sử dụng vỏ cây liễu để điều trị những cơn sốt nguy hiểm đến tính mạng, và cũng là nguồn cung cấp Aspirin. Hay cây Foxglove chứa một hợp chất gọi là digitalis, hiện được sử dụng để điều trị bệnh suy tim bẩm sinh. Penicillin là kết quả của sự ngừng phát triển ngẫu nhiên trên một trong những đĩa Petri của Alexander Fleming.
Có lẽ tất cả những gì chúng ta cần làm là chú ý hơn đến cuộc sống xung quanh mình, và tiếp cận thế giới tự nhiên với sự tôn trọng, tò mò và ngạc nhiên.

>>> Không cần mũ bảo hiểm, vì sao chim gõ kiến đục thân cây suốt ngày mà chả sao?
Nguồn scienceabc