Gánh nặng bệnh tật
Viêm xương khớp là một tình trạng bệnh liên quan đến người lớn tuổi. Viêm xương khớp ảnh hưởng đến sụn ở các khớp của cơ thể và làm ảnh hưởng đến khoảng 26 triệu người ở Hoa Kỳ.
Hiện tại không có cách nào để ngăn chặn sự tiến triển của bệnh. Cách duy nhất có sẵn là dùng thuốc để giảm đau. Tuy nhiên, với dân số đang ngày càng già đi thì gánh nặng về bệnh liên quan đến xương khớp càng nhiều. Ngoài ra, việc điều trị đau trong các bệnh viêm xương khớp đang góp phần vào cuộc khủng hoảng nghiện opioid. Việc tìm ra một phương pháp để can thiệp vào công cuộc điều trị căn bệnh này đang là vấn đề cấp bách.
Công nghệ nano tăng cường tác dụng của thuốc
Gần đây, các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) ở Cambridge đã khám phá cách sử dụng công nghệ nano để tăng cường tác dụng của các loại thuốc viêm xương khớp. Trong những năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu một loạt các hóa chất chống viêm xương khớp. Một số đã cho thấy hứa hẹn trong các mô hình động vật, nhưng cho đến nay, chưa chứng minh có tác dụng trên người.
Nguyên nhân có thể do các khớp xương thiếu nguồn cung cấp máu, có nghĩa là các chuyên gia phải tiêm thuốc trực tiếp vào các khớp. Thứ hai, thoát bạch huyết có xu hướng nhanh chóng loại bỏ các hợp chất được tiêm vào khớp.
Viêm xương khớp thường ảnh hưởng đến các khớp chịu tải, ví dụ như đầu gối.
Để vượt qua rào cản này, các nhà khoa học tập trung vào việc thiết kế một cách để cung cấp và giữ thuốc trong khớp trong một thời gian dài có thể ngấm sâu hơn vào sụn, do đó thuốc có thể tấn công trực tiếp đến các tế bào cần thiết.
Loại thuốc mà họ tập trung vào là yếu tố tăng trưởng giống insulin 1 (IGF-1). Yếu tố tăng trưởng này thúc đẩy tăng trưởng và sự tồn tại của sụn, đó là những tế bào tạo nên sụn khỏe mạnh.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một phân tử hình cầu nano như một chất mang cho IGF-1. Phân tử bao gồm nhiều nhánh, gọi là dendrimers, phát ra từ lõi trung tâm. Mỗi nhánh kết thúc với một vùng tích điện dương được thu hút vào điện tích âm trên bề mặt của sụn. Các phân tử này bao gồm một cánh tay polymer xoay vòng bao phủ và liên tục trung hòa các điện tích dương. Các nhà nghiên cứu gắn các phân tử IGF-1 lên bề mặt của quả cầu và tiêm hợp chất này vào các khớp của chuột. Khi những hạt phân tử này nằm trong cơ thể, chúng liên kết với sụn và thoát bạch huyết không thể loại bỏ chúng. Từ đó, chúng có thể bắt đầu khuếch tán vào mô và giữ cho chúng ở lại trên bề mặt của sụn. Cánh tay polymer mềm dẻo cho phép phân tử di chuyển và nhấn chìm sâu hơn vào mô.
Khi IGF-1 được đưa vào các sụn, nó giải phóng các proteoglycan, nguyên liệu thô của sụn. IGF-1 cũng khuyến khích sự phát triển của tế bào và làm giảm tỷ lệ chết tế bào.
Mở rộng cửa sổ trị liệu
Các nhà nghiên cứu đã tiêm phân tử nano này vào khớp chuột với thời gian bán hủy là 4 ngày (thời gian dùng thuốc giảm một nửa khối lượng ban đầu), dài hơn khoảng 10 lần so với khi các nhà khoa học tiêm IGF-1 đơn độc. Hiệu quả điều trị của nó kéo dài trong 30 ngày. So với những con chuột không nhận được thuốc, những con chuột này đã giảm viêm và tổn thương khớp đáng kể.
Đây chỉ là giai đoạn đầu tiên của nghiên cứu điều tra việc sử dụng các phân tử này để đưa thuốc vào sụn. Nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu các hóa chất khác, bao gồm các loại thuốc ngăn chặn các cytokine viêm và axit nucleic bao gồm cả DNA và RNA.
Mặc dù đang trong giai đoạn trứng nước, nhưng trong tương lai với phương pháp mới này, các bệnh nhân viêm xương khớp sẽ giảm đáng kể các tổn thương chỉ với việc tiêm thuốc 1 lần/2tuần hoặc tháng/ 1 lần.
