Hướng nghiên cứu mới cho thuốc điều trị ung thư: Hệ thống chuyển thuốc kích thước nano bằng vi khuẩn (NanoBEADS) tăng cường vận chuyển nội bào của tiểu phân thuốc kích thước nano

5/5 - (1 bình chọn)
nanoparticle

Ý tưởng chuyển thuốc nano qua vi khuẩn

Việc đưa thuốc điều trị ung thư kích thước nano vào cơ thể vẫn là một thách thức lớn do độc tính toàn thân và  sự vận chuyển ngoại mạch không nguyên vẹn để tới được các tế bào cách xa các mạch máu. Một giả thuyết được đưa ra là nếu không có tác động  hướng đích từ bên ngoài, vi khuẩn Salmonella enterica serovar Typhimurim thông qua sự vận chuyển tự thân có thể được sử dụng nhằm hướng đích để đưa tiểu phân nano đến các vị trí khó có thể tiếp cận được theo cách thông thường. Các hệ thống sinh học tự thân như vậy mở ra một hướng mới đầy tiềm năng trong điều trị ung thư, cải thiện chỉ số điều trị của các loại thuốc hóa trị liệu và giảm tác dụng phụ toàn thân.

Nhằm kiểm tra giả thuyết này, một “hệ thống vận chuyển thuốc kích thước nano tự thân bằng vi khuẩn” (NanoBEADS, Nanoscale bacteria-enabled autonomous drug delivery system) đã được phát triển. Trong nghiên cứu này,  vi khuẩn S. Typhimurium VNP20009 đã được cho tiếp hợp với các tiểu phân nano PLGA (Poly(Lactic-Co-Glycotic) acid)), từ đó tiến hành đánh giá khả năng hướng đích tới khối u của hệ PLGA này.

tiểu phân NanoBEADS
Hình 1: Hình ảnh tiểu phân NanoBEADS

Vi khuẩn S. Typhimurium được lựa chọn do: i) có khả năng phát triển và tồn tại trong môi trường kỵ khí ở khối u ii) có độc tính giảm, ổn định về mặt di truyền, giảm khả năng sốc nhiễm trùng và nhạy cảm kháng sinh iii) được loại bỏ nhanh khỏi tuần hoàn và các cơ quan khác iv) có tiềm lực lớn trong điều trị ung thư  v) có dữ liệu lâm sàng pha I an toàn ở người.

Ngoài ra, nano PLGA sử dụng polyme có khả năng phân hủy sinh học, đã được FDA chấp nhận sử dụng được chuẩn bị bằng phương pháp kết tủa. Trong đó, pha hữu cơ của PLGA và 6,13-bis(triisopropylsylylethynyl) huỳnh quang được thêm nhỏ giọt vào pha nước Pluronic F127 kết hợp với khuấy từ để hình thành nên cấu trúc lõi cầu. Kích thước nano đo được là 120nm với thế zeta là -26 ± 5mV. Chất huỳnh quang được bao gói trong các hạt nano PLGA không ảnh hưởng đến khả năng sống sót của vi khuẩn và tế bào ung thư được sử dụng trong nghiên cứu này.

Để tạo hệ NanoBEADs gồm vi khuẩn S.Typhimurium tiếp hợp với tiểu phân nano PLGA, đầu tiên, các nhà nghiên cứu phát triển phương pháp tiếp hợp sinh học giữa streptavidin-biotin dựa vào các tương tác ái lực, không thông qua liên kết hóa trị. Nghiên cứu đã tiến hành tiếp hợp tiểu phân nano PLGA huỳnh quang đã chuẩn bị ở trên và được bao gói bởi streptavidin với vi khuẩn S.Typhimurium đã được bao gói kháng thể biotinylated.

Sau đó, NanoBEADS được ủ với mPEG-biotin để thụ động các vị trí gắn streptavidin còn lại trên các hạt nano sau khi kết hợp với các nhóm biotin trên vi khuẩn. Lớp phủ PEG cũng làm giảm các tương tác không đặc hiệu với các mô và chất lỏng sinh học bằng cách tăng khoảng cách không gian.

bào chế tiểu phân NanoBEADS
Hình 2: Cách bào chế tiểu phân NanoBEADS

Thông qua việc phát triển các hệ vận chuyển mới, người ta đã chứng minh rằng NanoBEADS tăng cường khả năng lưu giữ và phân phối tiểu phân nano trong các khối u đặc lên tới 100 lần (1 NanoBEADS chứa 22 tiểu phân nano) mà không cần bất kỳ động lực nào từ bên ngoài hay yếu tố đầu vào (Hình 3).

NanoBEADS
Hình 3. Khả năng phân bố sinh học của các tác nhân trị liệu trên chuột BALB/c gây khối u bằng tế bào ung thư phổi chuột 4T1 (Nanoparticles: Tiểu phân nano, PEGylated Bacteria: Vi khuẩn được PEG hóa, DI: hệ số phân bố)

Kết luận

Việc vận chuyển một cách có hiệu quả thuốc kích thước nano đến tất cả các tế bào ác tính với một nồng độ đủ lớn phụ thuộc rất nhiều vào những đặc tính vận chuyển ngoại mạch của liệu pháp nano. Thử thách quan trọng trong điều trị ung thư này cho đến hiện tại vẫn chưa dành được nhiều sự chú ý. Hơn nữa, liệu pháp điều trị ung thư qua trung gian vi sinh vật ngày càng dành được nhiều quan tâm như một cách tiếp cận khác với các bệnh ung thư khó chữa hiện đang càng tăng cao. Dù vậy đến thời điểm này, liệu pháp vi khuẩn đơn độc chưa đạt được thành công, và liệu trình sử dụng phụ thuộc vào xạ trị hoặc hóa trị hỗ trợ, dẫn đến phơi nhiễm toàn thân và các tác dụng phụ kèm theo. Nền tảng NanoBEADS cung cấp một chiến lược đơn giản, linh hoạt và ứng dụng được trên lâm sàng để nâng cao hiệu quả của vi khuẩn, đồng thời gia tăng tính đặc hiệu và việc vận chuyển các phân tử nano đến các vị trí khó tiếp cận theo đường tuần hoàn mà không cần bất kì lực tác động nào từ bên ngoài (ví dụ từ trường) hay thay đổi gen của vi khuẩn.

Ngày viết:
Lời nói đầu, Thân gửi các bạn độc giả của bs Chi. Mình muốn tâm sự một chút suy tư của một bác sĩ nghèo nhưng lại mang trong mình một nỗi lòng đau đáu của một người mẹ, một người phụ nữ lương thiện, muốn giúp đỡ những người khó khăn hơn mình. Cách đây hơn 3 năm, trước khi đại dịch covid xảy ra. Mình có lập 1 trang fb với tên Dr. Nguyễn Thị Kim Chi. Trang chuyên dịch những bài viết hay về thông tin y học trên Medscape, một tờ báo uy tín. Những bài viết là những tiến bộ khoa học nhân loại được chuyển thể từ tiếng Anh sang tiếng Việt. Với mục đích đem thông tin y học mới nhất, đem những thành tựu y học tiên tiến nhất tiếp cận với những bệnh nhân, người mà cũng đang khao khát tìm đến những hy vọng tiến bộ y học trên con đường chạy chữa bệnh của bản thân, người thân, gia đình mình. Với mục đích đó, mình thực hiện cũng được hơn 3 năm. Trộm vía, được sự ủng hộ giúp đỡ của bạn đọc, may mắn công việc đó cũng vẫn trôi chảy. Với việc đem thông tin y học chuyển tải qua tiếng Việt, mình cũng được rất nhiều bạn đọc tìm hiểu, đặt những câu hỏi về tình trạng bệnh, cách chữa trị của người thân, con cái, hay những phương pháp tiên tiến nhất. Cảm ơn tình cảm của bạn đọc đã ủng hộ bs cũng như trang fb Dr.Nguyễn Thị Kim Chi. Nay trang fb được đổi tên thành Fb Nguyễn Thị Kim Chi. Xuất phát từ việc khao khát muốn làm thiện nguyện, mình đã mạnh dạnh lập nên trang fb này. Với mục đích kêu gọi từ thiện từ những bạn đọc gần xa. Một miếng khi đói bằng một gói khi no. Trao đi là còn mãi! Mình mong muốn làm từ thiện thì từ rất lâu rùi. Mình cũng đi tìm hiểu rất nhiều hội nhóm với mong muốn có thể hành động, hoặc làm bất kì những việc gì đó, dù là nhỏ nhất có thể giúp đỡ được người khó khăn hơn mình. Chính vì khao khát mong muốn trao đi những tình cảm tốt đẹp, vượt qua cái ngại ngần của bản thân, và ước mơ thiện nguyện thành sự thật nên mình, bs Chi lập trang fb Thiện nguyện - Charity. Trang này sẽ là lưu giữ những thông tin vs những tấm lòng thiện nguyện của bạn đọc trang bs Chi. Hãy chung tay giúp đỡ những người có hoàn cảnh khó khăn. Dù là nhỏ nhất cũng rất đáng trân trọng. Mình xin đóng góp quỹ của trang Thiện nguyện - Charity trước 1000k. Số tiền này tuy nhỏ, nhưng mong muốn trang sẽ giúp đỡ được nhiều người khó khăn hơn. Bạn đừng ngần ngại trao đi, dù là 20k hay 50k. Nếu bạn thấy thoả đáng thì điều đó đã là thiện nguyện rùi. Hãy để mình giúp bạn 1 phần nhỏ trên con đường thiện nguyện, để chúng ta có chung bạn thiện thành. Nếu bạn đọc bài, thấy bài hay xin like vs chia sẻ miễn phí. Nếu bạn muốn làm từ thiện, hãy chuyển tấm lòng của bạn tới số tài khoản của bs Chi. Mình sẽ giúp bạn gửi tới những người có hoàn cảnh khó khăn vs tấm lòng chân thành nhất. Tài khoản mang tên Nguyễn Thị Kim Chi Số tài khoản: 26702461 Ngân hàng: Vp bank (Vì Việt Nam thịnh vượng) Chuyển khoản ghi: TC tên người chuyển khoản Số tiền được cộng vào đủ từ 1000k-5000k sẽ được trao đến các địa chỉ công khai. Đến đây mình, bs Chi xin cảm ơn bạn đọc đã đồng hành cùng mình trong thời gian qua vs trong thời gian tới. Chúc các bạn đọc sức khoẻ, hạnh phúc, thành đạt.