Basel (LabNews Media LLC) – Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Nano Thụy Sĩ (SNI) thuộc Đại học Basel đã sử dụng một phản ứng hóa học không xảy ra trong tự nhiên để kích hoạt thuốc trực tiếp tại khối u. Điều này có thể giúp điều trị ung thư nhẹ nhàng và hiệu quả hơn. Công nghệ này dựa trên cái gọi là xúc tác sinh học không tương tác: Các hợp chất kim loại nhân tạo chuyển đổi các tiền chất thuốc vô hại (tiền dược chất) thành dạng hoạt động của chúng chỉ tại vị trí mong muốn trong cơ thể. Nghiên cứu đã được công bố trên "Journal of the American Chemical Society" (DOI: 10.1021/jacs.6c14207).
Các phương pháp hóa trị truyền thống thường không chỉ tấn công tế bào ung thư mà còn cả mô khỏe mạnh, dẫn đến các tác dụng phụ nghiêm trọng như rụng tóc và buồn nôn. Do đó, nhóm nghiên cứu do Thomas Ward từ Khoa Hóa học và Viện Nghiên cứu Quốc gia (SNI) dẫn đầu đang sử dụng các hợp chất kim loại nhân tạo làm chất xúc tác liên kết đặc hiệu với tế bào khối u và chuyển đổi tiền chất thuốc trực tiếp thành thuốc hoạt tính tại vị trí khối u. Trong nghiên cứu của mình, các nhà nghiên cứu đã trình bày phương pháp gọi là mở rộng vòng Büchner, giúp chuyển đổi thuốc ở dạng che giấu thành dạng hoạt tính. Điều này được thực hiện nhờ một chất xúc tác đặc hiệu dựa trên iridi liên kết chọn lọc với tế bào khối u.
Chất xúc tác được biến đổi chức năng bằng cách gắn thêm chất ức chế protein khối u hCA IX. Chất ức chế này hoạt động như một dấu ấn mục tiêu, khiến chất xúc tác liên kết chọn lọc với các tế bào khối u biểu hiện quá mức hCA IX trên bề mặt của chúng. Khi chất xúc tác liên kết với tế bào khối u và thêm tiền chất thuốc, một chuỗi phản ứng được kích hoạt: Vòng thơm trong tiền chất thuốc giãn nở, giải phóng thuốc. Phản ứng này có tính chọn lọc cao và hoạt động ngay cả ở nồng độ cực thấp. "Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thử nghiệm phương pháp với thuốc epirubicin, một loại thuốc hóa trị liệu thường được sử dụng," Damian Graf, người thực hiện nghiên cứu này trong khuôn khổ chương trình Tiến sĩ SNI, cho biết. Bằng cách kết hợp chất xúc tác với chất ức chế hCA IX, việc giải phóng thuốc có thể được giới hạn cụ thể chỉ ở các tế bào ung thư.
Theo những người tham gia, kết quả này mở ra cánh cửa cho một thế hệ điều trị ung thư mới – chính xác hơn, nhẹ nhàng hơn và ít độc hại hơn. "Về lâu dài, công nghệ này có thể thay đổi căn bản phương pháp điều trị ung thư," Ward nói. Vì chất xúc tác có thể được kết hợp với nhiều hoạt chất khác nhau, quy trình này mang lại tính linh hoạt cao. Nó cũng có thể mở đường cho các ứng dụng tiếp theo trong hóa học sinh học không gây nhiễu – một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển cho phép các phản ứng hóa học trong hệ thống sống mà không làm gián đoạn các quá trình tự nhiên. Các bước tiếp theo bao gồm các thử nghiệm bổ sung trên các mô hình tiền lâm sàng để chuẩn bị phương pháp này cho việc sử dụng lâm sàng.
