Ý tưởng tìm cách đưa thuốc qua da đến từ protein của bọt ếch
Vào các đêm mưa hè, nhóm nghiên cứu của nhà sinh học phân tử Sarah Brozio thường tìm kiếm trong rừng ở Trinidad (vịnh Caribe) một thứ chất đặc biệt gọi là bọt ếch. Lái xe trong im lặng, nhóm lần theo âm thanh tranh giành bạn tình của những con ếch Túngara. Sau khi giao phối, con ếch cái sẽ tiết ra một chất protein. Tiếp đến cả 2 con ếch sẽ tạo chất protein này thành một màng bọc, dùng làm tổ ấp trứng.
Thứ màng bọc này giúp bảo vệ những quả trứng không bị khô, nó cũng bảo vệ tránh kẻ săn mồi, nhiệt độ cao và các tổn hại do tia cực tím cùng vi khuẩn gây hại.
Ếch cái tiết ra protein rồi tạo thành bọt làm tổ ấp trứng. Ảnh nguồn: Paul Hoskisson
Với tiện ích và độ bền của bọt, Brozio và các đồng nghiệp tự hỏi liệu thứ vật liệu bí ẩn này (bọt ếch) có dùng làm thuốc cho con người được không? Họ thu thập các bọt ếch mang về phòng thí nghiệm ở Scotland để xét nghiệm tìm ra các đặc tính của nó.
Nghiên cứu được công bố trong trên tạp chí Royal Society Open Science. Các nhà khoa học quả quyết rằng, bọt của loài động vật lưỡng cư có thể là một cách thay thế hiệu quả cho những loại bọt mà các bác sĩ hiện đang kê đơn để điều trị các vết cắt hoặc vết bỏng. Dự án nghiên cứu bắt đầu vào năm 2014, đến nay, các nhà nghiên cứu bắt đầu thu được những kết quả hứa hẹn trong lâm sàng.
Tiềm năng thay thế bọt công nghiệp
Suốt nhiều năm, bọt công nghiệp đã được sử dụng để sản xuất mỹ phẩm và phân phối thuốc (như các loại kháng sinh đi qua da, trực tràng và âm đạo...). Bọt tổng hợp này đã giúp phân phối thuốc trên những vùng da lớn, nhưng thường rất nhanh bị gián đoạn sau vài phút hoặc vài tiếng. Khi đặc trị các vết thương và vết bỏng trên da bằng bọt, các bác sĩ thường xuyên phải tháo bỏ băng gạc y tế rồi đắp lên miếng bọt khác.
Ếch đực Túngara thu hút con cái để giao phối và sinh ra chất dịch protein giúp bảo vệ trứng. Ảnh nguồn: Paul Hoskisson
Ngoài việc làm gián đoạn quá trình điều trị, làm gia tăng nguy cơ nhiễm trùng và kháng kháng sinh, đôi khi bọt tổng hợp còn gây nên dị ứng và kích ứng da của bệnh nhân.
Ếch Túngara không phải là loài động vật duy nhất tạo ra tổ bọt từ protein mà các loài ếch khác, cũng như bọ thìa và cá lia thia cũng biết làm tương tự. Mặc dù các loại bọt protein này dễ tương thích với da người hơn là các chất nhân tạo, nhưng lại khó tìm các loại bọt chức năng trong tự nhiên có thể duy trì lâu hơn 1 hoặc 2 giờ. Ngược lại, bọt ếch Túngara đủ dịu dàng để ủ nòng nọc và có thể chống chọi các dạng môi trường nhiệt đới khắc nghiệt suốt một tuần.
Để thẩm tra hệ thống phân phối thuốc của bọt ếch, các nhà nghiên cứu đã triển khai một chuỗi các kỹ thuật dược tiêu chuẩn nhằm thăm dò cấu trúc, thành phần, độ nhớt và độ ổn định của nó. Nhìn cận cảnh thì bọt ếch bao gồm các bong bóng dầy đặc được gọi là túi. Những cái túi này sẽ giữ các phân tử nước, trong khi cho phép bọt lan rộng trên các khu vực bề mặt lớn mà không tan ra.
Nhóm các nhà nghiên cứu về bọt ếch tại phòng thí nghiệm của ông Paul Hoskisson. Ảnh nguồn: PaulHoskisson.Weebly
Nhưng nhiệt độ ấm và sự phân giải pH của da người sẽ khiến các túi tan ra và giải phóng thuốc theo thời gian. Các nhà nghiên cứu quả quyết rằng bọt ếch có thể dùng như một dạng thuốc nhuộm để hòa tan dễ dàng trong dung dịch. Nhóm nghiên cứu cũng cho vào bọt loại kháng sinh phổ biến rifamycin mà thuốc có thể giải phóng trong vòng một tuần.
Đây chính là một lộ trình hứa hẹn khi mà các bệnh nhân thường điều trị bằng kháng sinh từ 5 đến 14 ngày.
Khoảng một nửa kháng sinh được giải phóng trong 24 giờ đầu tiên, rồi phân giải từ từ trong 6 ngày sau đó. Đồng tác giả, GS.Dimitrios Lamprou thuộc Đại học Queen’s Belfast và các đồng nghiệp xác định rằng bọt ếch là an toàn để áp dụng lên các tế bào da người.Nhưng trước khi được áp dụng trên người, các nhà khoa học sẽ thử nghiệm bọt trên toàn bộ mảng da của loài thú có vú.
Ông Lamprou hình dung ra việc dùng bọt ếch để phân phối các loại thuốc ngoài kháng sinh, có lẽ là các phân tử sinh học như protein hoặc mRNA. Các nhà nghiên cứu cũng cho rằng, sử dụng bọt ếch để nạp thuốc vào những khu vực da cụ thể là một cách thay thế hoàn hảo cho kim tiêm và uống thuốc.
Các nhà khoa học còn cho rằng, đây là liệu pháp tiềm tàng trong việc phân phối các biện pháp điều trị nhằm tiêu diệt các tế bào ung thư da.
Tuy nhiên, công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, cần phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu bổ sung trước khi sản phẩm được cấp phép để bán ra thị trường.
Một vấn đề nữa cần quan tâm, là ếch trong tự nhiên sẽ không sản xuất đủ lượng bọt để đáp ứng nhu cầu sản xuất. Vì thế các protein quan trọng trong bọt cần phải thanh lọc và nhân rộng với số lượng lớn và giá cả hợp lý.
Về vấn đề này, TS.Sarah Brozio cho biết, sẽ tạo ra những thành phần bọt riêng lẻ mà không cần phải đợi đến mùa những con ếch giao hoan. TS.Brozio đã tách ra 6 loại protein quan trọng trong nước bọt.
Việc chế ra dịch bọt từ các thành phần riêng biệt sẽ kéo dài từ 1 đến 2 tuần. Tiếp đó phòng thí nghiệm của ông Hoskisson sẽ xác định lượng protein lý tưởng cho công thức tạo bọt của họ (cả 6 loại protein) nhằm hợp lý hóa quy trình sản xuất.
Trong tương lai không xa, khi loại bọt ếch này được cấp phép thì đây có thể là cách dẫn truyền thuốc mới an toàn nhất từ trước tới nay.
Mời độc giả xem thêm video đang được quan tâm:
Sáng 10/9, Việt Nam Có Hơn 1.120 Ca Covid-19 Nặng Đang Thở Máy Và ECMO | SKĐS
