Khi làm thí nghiệm TS Lê Quốc Việt cùng nhóm nghiên cứu phát hiện được cơ chế các hạt nano bám dính, là cơ sở giúp anh nâng cấp vật liệu mang thuốc tiềm năng sử dụng trong điều trị ung thư.
Năm 2019, trong một phòng lab nghiên cứu dược phẩm tại Đại học Quốc gia Seoul, TS Lê Quốc Việt cùng nhóm nghiên cứu quan sát được một hiện tượng lạ: khi dùng các hạt vật liệu nano quang nhiệt siêu nhỏ để "tấn công" khối u ung thư, các hạt nano vẫn "dính chặt" và "bắt cặp" với tế bào ung thư cả khi tế bào này đã chết.
TS Việt cho biết, hiện tượng "bắt cặp" ngay cả khi chiếu xạ cận hồng ngoại gây chết và biến tính protein tế bào khối u chưa được đề cập nhiều trước đó. Quan sát này mở ra giả thuyết có thể tận dụng chính các tế bào ung thư đã chết làm kháng nguyên "vaccine tại chỗ" bằng cách kích hoạt miễn dịch tại vị trí khối u.
Thông thường, các kháng nguyên đã phân lập và xử lý trong phòng thí nghiệm được đưa vào cơ thể để hệ miễn dịch làm quen và học cách tấn công các virus, vi khuẩn hoặc tế bào bất thường, hay còn gọi là tiêm vaccine. Tận dụng đặc tính "bám dính" chọn lọc của các hạt nano quang nhiệt, nhóm cải tiến vật liệu để mang theo chất kích hoạt miễn dịch. Khi hạt nano bám vào tế bào ung thư đồng thời là kháng nguyên, hệ miễn dịch tại khối u sẽ được kích thích để học cách tấn công.
"Một dạng 'vaccine tại chỗ' sẽ được hình thành ngay trong cơ thể. Mục tiêu của ý tưởng này là vừa hỗ trợ tiêu diệt khối u bằng liệu pháp quang nhiệt, vừa thúc đẩy đáp ứng miễn dịch chống ung thư nhằm kiểm soát các tế bào còn sót lại hoặc các ổ di căn tiềm tàng", TS Việt giải thích. Kết quả trên mô hình động vật, được công bố trên ACS Nano, cho thấy khả năng ức chế sự phát triển của khối u và hứa hẹn một hướng điều trị mới cho bệnh lý này.
TS Lê Quốc Việt, Trường Đại học Tôn Đức Thắng. Ảnh: NVCC
Theo TS Việt, nghiên cứu vật liệu y sinh tiên tiến chi phí lớn trong khi khả năng thất bại không nhỏ. "Có những thí nghiệm kéo dài nhiều tháng, thậm chí cả năm nhưng không cho kết quả mong muốn", anh kể lại quá trình tìm cách "tải" cùng lúc nhiều thành phần hoạt tính bao gồm thuốc phân tử nhỏ, peptide và kháng thể trên cùng một hệ nano làm từ polymer để điều chế thuốc điều trị bệnh đa xơ cứng.
Các thí nghiệm mất gần một năm nhưng đều không đạt kết quả - loại polymer sử dụng, polydopamine, có cấu trúc ổn định và đủ "bám dính" để gắn được nhiều thành phần nhưng lại làm ảnh hưởng hiệu suất lẫn nhau hoặc giảm hoạt tính của kháng thể.
Gần như đã từ bỏ do không tìm được phương án khả thi, TS Việt nhận thấy một số nhóm nghiên cứu trên thế giới đi theo hướng phát triển các hệ nano lai, kết hợp nhiều loại vật liệu khác nhau. "Quan sát này gợi cho tôi ý tưởng kết hợp thêm liposome, vật liệu tạo từ chất béo giống màng tế bào, tương thích tốt nhưng kém bền", anh mô tả. "Kết quả xây dựng được một hệ nano lai, đã được nghiên cứu bào chế thành vaccine dung nạp ứng dụng trong điều trị bệnh đa xơ cứng trên mô hình chuột". Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Advanced Materials, thuộc top các tạp chí uy tín trong lĩnh vực.
Việt Nam có nhiều tiềm năng
Trở về từ năm 2021 hiện TS Việt tham gia nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Tôn Đức Thắng do GS.TS Nguyễn Minh Đức dẫn đầu, với mục tiêu sàng lọc phát triển các thuốc mới và chuyển giao công nghệ sản xuất. Bên cạnh đó, anh cũng tham gia xây dựng ngành dược và khoa học y sinh tại trường, đào tạo sinh viên gắn liền với hoạt động của nhóm nghiên cứu, góp phần đào tạo thế hệ tiếp theo của Việt Nam trong lĩnh vực.
Anh cho biết, trong phát triển thuốc, những hạt nano có kích thước siêu nhỏ, được chế tạo từ polymer tự nhiên, tổng hợp hoặc lipid, đóng vai trò như những "bao bì" thông minh bảo vệ và đưa thuốc đến đúng vị trí cần, kiểm soát tốc độ giải phóng một cách chính xác. Vật liệu này giải bài toán lớn nhất của y học hiện đại là nhiều hoạt chất có hiệu quả cao nhưng kém ổn định, bị phân hủy trước khi kịp "đến đích" hoặc gây nhiều tác dụng phụ lên tế bào khỏe mạnh.
TS Việt hướng dẫn sinh viên thử nghiệm đánh giá tác động của thuốc trên mô hình tế bào ung thư. Ảnh: NVCC
Phần lớn các doanh nghiệp trong nước hiện nay vẫn còn thận trọng với các công nghệ y sinh tiên tiến do chi phí đầu tư lớn, thời gian thu hồi vốn dài và khả năng thất bại không nhỏ. Theo TS Việt, để phát triển lĩnh vực vật liệu y sinh, cả về nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, cần có cơ chế chia sẻ rủi ro giữa Nhà nước, doanh nghiệp và các tổ chức nghiên cứu. Chẳng hạn, nhà nước có thể khuyến khích doanh nghiệp đầu tư thông qua các quỹ đồng tài trợ và cho phép thương mại hóa kết quả. Nhà nước cũng có thể đầu tư các trung tâm nghiên cứu y sinh trọng điểm, dùng chung để giúp các nhóm có điều kiện tiếp cận thiết bị thí nghiệm hiện đại.
Lĩnh vực vaccine thế hệ mới, liệu pháp gene, y học tái tạo hay y học chính xác đang đến giai đoạn bắt buộc cần đến vật liệu và hệ dẫn truyền tiên tiến. Theo đó đây là cơ hội để các nhà nghiên cứu trong nước cũng như thế hệ sinh viên, nghiên cứu sinh trẻ tham gia ngay từ giai đoạn đầu và làm chủ một cấu phần quan trọng trong y học hiện đại, thay vì tiếp nhận các công nghệ đã hoàn thiện như trước đây. "Việt Nam rất có tiềm năng, đang dần bắt kịp khi xác định công nghệ sinh học, y sinh tiên tiến là công nghệ chiến lược và ngày càng đầu tư mạnh mẽ hơn cho hướng nghiên cứu này", anh nói.
Nam Nguyễn
- 'Hợp tác quốc tế giúp rút ngắn hành trình từ phòng thí nghiệm ra thị trường'
- Cách để thực hiện 'giấc mơ công nghệ lõi' từ hệ thống phòng thí nghiệm quốc gia
