Hệ dẫn thuốc nano – phương pháp dẫn thuốc mới hỗ trợ điều trị béo phì

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Brigham and Women's Hospital (BWH) đã phát triển các hạt nano có khả năng dẫn thuốc trị béo phì trực tiếp đến các mô mỡ. Các thí nghiệm cho thấy, những con chuột thừa cân được điều trị bằng các hạt nano này đã giảm 10% trọng lượng cơ thể trong vòng 25 ngày mà không cho thấy bất kỳ tác dụng phụ nào.

Loại thuốc trị béo phì nói trên hoạt động theo nguyên tắc biến đổi mô mỡ trắng (white adipose tissue), được cấu tạo từ các tế bào lưu trữ chất béo, thành mô mỡ nâu (brown adipose tissue), có tác dụng đốt cháy chất béo. Thuốc cũng kích thích sự phát triển của các mạch máu mới trong mô mỡ, giúp củng cố hiệu quả đích hướng của các hạt nano và hỗ trợ quá trình chuyển đổi mô mỡ. Hiện thuốc vẫn chưa được FDA phê duyệt để điều trị bệnh béo phì.

Các hạt nano dẫn thuốc kích thích hình thành;các mạch máu mới trong mô mỡ, chuyển hóa mô mỡ trắng (lưu trữ chất béo) thành mô mỡ nâu (đốt cháy chất béo)

Các loại thuốc hoạt động theo nguyên tắc như vậy tuy không phải mới, nhưng nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới để các loại thuốc này phân phối đến đúng mô mỡ, tránh tác dụng phụ không mong muốn ở bộ phận khác của cơ thể.

Nghiên cứu được thực hiện bởi 2 tác giả chính: Robert Langer - giáo sư công nghệ hóa học tại MIT - và Omid Farokhzad - giám đốc Phòng thí nghiệm Nanomedicine và Vật liệu sinh học tại BWH.

Ông Robert Langer cho biết: "Điểm đột phá của loại thuốc này là được phân phối vào một khu vực cụ thể và không gây ra các tác động trên toàn cơ thể. Người sử dụng có thể đạt được hiệu quả giảm mỡ mà bị ảnh hưởng bởi các tác dụng phụ."

Hơn một phần ba người Mỹ được chẩn đoán mắc bệnh béo phì. Đặc biệt, vào năm 2015 béo phì đã vượt qua hút thuốc lá, trở thành nguyên nhân gây ung thư hàng đầu ở Mỹ, với 20% trong số 600.000 ca tử vong do ung thư là do béo phì.

Tập trung tác động tới chất béo

Trước đó, giáo sư Langer và các đồng nghiệp của ông đã chỉ ra rằng việc thúc đẩy "sự hình thành các mạch máu mới" (angiogenesis), có thể giúp biến đổi mô mỡ, giúp giảm cân ở chuột. Tuy nhiên, các loại thuốc thúc đẩy quá trình angiogenesis có thể gây hại cho phần còn lại của cơ thể.

Để khắc phục nhược điểm này, Langer và Farokhzad đã chuyển sang cách dẫn thuốc dưới dạng hạt nano mà họ đã nghiên cứu trong những năm gần đây để điều trị ung thư và các bệnh khác. Bằng cách định hướng các hạt này đến vị trí cần thiết, ta có thể sử dụng một liều mạnh đồng thời giảm thiểu sự tích tụ của thuốc ở các khu vực khác trong cơ thể.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế các hạt với lõi để chứa thuốc; lõi này được bao quanh bởi một loại polyme có tác dụng chống thấm nước được gọi là PLGA, được sử dụng trong nhiều hạt phân phối thuốc và thiết bị y tế khác.

A: Cấu tạo đơn giản của một hạt nano

B: Các hạt nano được chụp ảnh bằng kính hiển vi điện tử

Bên trong các hạt chứa 2 loại thuốc khác nhau: một là rosiglitazone, đã được phê duyệt để điều trị bệnh tiểu đường nhưng không được sử dụng rộng rãi do có tác dụng phụ và một chất tương tự prostaglandin (một loại hormone của con người). Cả hai loại thuốc đều kích hoạt một thụ thể tế bào được gọi là PPAR, kích thích sự hình thành mạch máu và chuyển hóa mỡ.

Vỏ bên ngoài của các hạt nano sử dụng polyme PEG, được gắn với các phân tử nhắm mục tiêu có tác dụng dẫn các hạt đến mục tiêu chính xác. Các phân tử đích hướng này sẽ liên kết với các protein được tìm thấy trong niêm mạc của các mạch máu bao quanh mô mỡ.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ dẫn thuốc nano này ở những con chuột bị béo phì sau khi được cho ăn một chế độ ăn giàu chất béo. Lũ chuột giảm được khoảng 10% trọng lượng cơ thể, lượng cholesterol và triglyceride (thành phần chính của chất béo trong cơ thể người) cũng giảm xuống. Những con chuột cũng trở nên nhạy với insulin hơn. (Bệnh béo phì thường khiến cơ thể kháng insulin - một trong những nguy cơ gây bệnh tiểu đường tuýp 2).

Những con chuột không gặp phải bất kỳ tác dụng phụ nào sau khi sử dụng thuốc, mỗi đợt điều trị cách nhau 25 ngày.

Bà Marsha Moses (người không tham gia vào nghiên cứu), giáo sư tại Trường Y Harvard và là Giám đốc chương trình sinh học mạch máu tại Bệnh viện Nhi đồng Boston, đánh giá:

"Đây là một đóng góp thú vị và vô cùng quan trọng về mặt lâm sàng, phù hợp với nhu cầu ngày càng tăng về các phương pháp điều trị mới dành cho bệnh béo phì. Các tác giả đã chứng minh được, bằng cách kết hợp sự chuyển đổi có chọn lọc của mô mỡ từ trạng thái dự trữ sang trạng thái tiêu hao năng lượng, cùng sự kích thích hình thành mạch, chúng ta có thể giảm béo phì trong cơ thể sống một cách hiệu quả".

Thách thức trong việc đưa sản phẩm đến với người tiêu dùng

Farokhzad cho biết, hệ dẫn thuốc nano chống béo phì được tiêm vào tĩnh mạch, giúp phương pháp này phù hợp với những bệnh nhân có nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến béo phì.

Hệ dẫn thuốc nano chống béo phì được tiêm vào tĩnh mạch

Ông tiết lộ: "Để phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi hơn, chúng ta phải tìm ra những cách dễ dàng hơn để sử dụng các hạt nano mang thuốc đích hướng này, chẳng hạn như bằng đường uống".

Tuy nhiên, trong một nghiên cứu trước đây, Langer và Farokhzad đã phát triển một hạt nano phủ kháng thể liên kết với các thụ thể được tìm thấy trên bề mặt của các tế bào lót ruột, cho phép các hạt nano được hấp thụ qua đường tiêu hóa.

Gần đây hơn, Farokhzad và các đồng nghiệp đã phát triển một loại hạt nano khác sử dụng transferrin, một loại protein liên quan đến việc vận chuyển sắt trong cơ thể, để tạo điều kiện cho các hạt nano dễ dàng được hấp thụ qua đường ruột.

Các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ tìm ra các mục tiêu mô mỡ cụ thể hơn cho các hạt nano, điều này có thể làm giảm hơn nữa khả năng xảy ra tác dụng phụ. Các chuyên gia cũng dự định tiến hành nghiên cứu các loại thuốc khác có độc tính thấp hơn.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Viện Y tế Quốc gia và Giải thưởng Koch-Prostate Cancer Foundation trong Liệu pháp Nanotherapeutics.

Yen Kim (Theo MIT News)