Israel và Mỹ phát triển công nghệ mới trong điều trị bệnh Parkinson

Các nhà khoa học tại Israel và Mỹ đã phát triển một công nghệ mới giúp đưa kháng thể vào bên trong tế bào mà vẫn duy trì khả năng nhận diện mục tiêu. Trong mô hình nghiên cứu bệnh Parkinson, phương pháp này giúp làm giảm đáng kể các cụm protein alpha-synuclein tích tụ bất thường trong tế bào thần kinh. Tuy nhiên, công nghệ hiện mới ở giai đoạn tiền lâm sàng và cần tiếp tục được nghiên cứu trước khi có thể đánh giá khả năng ứng dụng điều trị ở người.

Theo thông tin do Đại học Tel Aviv (Israel) công bố, công nghệ trên là kết quả hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Cornell (Mỹ), Đại học Tel Aviv và Viện Công nghệ Technion (Israel). Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Trong vài thập kỷ qua, các liệu pháp dựa trên kháng thể đã trở thành một trong những công cụ quan trọng của y học hiện đại, được sử dụng trong điều trị nhiều loại ung thư, bệnh tự miễn, bệnh viêm và một số bệnh truyền nhiễm. Tuy nhiên, một hạn chế đáng kể là kháng thể khó xuyên qua màng tế bào, do đó phần lớn chỉ có thể tác động tới những phân tử nằm trên bề mặt hoặc bên ngoài tế bào. Các thuốc dựa trên kháng thể cũng gặp khó khăn khi vượt qua hàng rào máu não. Đây là một trong những trở ngại đối với việc phát triển các liệu pháp kháng thể cho những bệnh thần kinh như Parkinson và Alzheimer.

Để khắc phục một phần những hạn chế trên, nhóm nghiên cứu phát triển phương pháp tạm thời "che phủ" kháng thể bằng một phân tử tổng hợp có tên SL4. Quá trình này làm thay đổi có kiểm soát các đặc tính hóa học của kháng thể, qua đó cho phép đóng gói chúng vào các hạt nano lipid. Đây là dạng hạt vận chuyển có nguyên lý tương tự công nghệ hạt nano lipid được sử dụng để phát triển vaccine mRNA phòng COVID-19. Khi các hạt nano đi vào tế bào, kháng thể được giải phóng, sau đó lấy lại cấu trúc và hoạt tính ban đầu. Theo nhóm nghiên cứu, việc tiếp cận các mục tiêu bên trong tế bào có ý nghĩa đáng chú ý bởi khoảng 80% số protein liên quan đến bệnh ở người nằm trong tế bào. Phần lớn những protein này hiện khó tiếp cận bằng các liệu pháp kháng thể thông thường.

Các thí nghiệm cho thấy quá trình "che phủ" bằng SL4 làm tăng đáng kể hiệu quả đóng gói kháng thể vào hạt nano lipid. Trong khi kháng thể không được biến đổi chỉ có thể được đưa vào hạt nano với hiệu suất tương đối thấp, kháng thể được xử lý bằng phương pháp mới đạt tỷ lệ đóng gói cao hơn đáng kể, đồng thời vẫn duy trì độ ổn định và khả năng nhận diện mục tiêu phân tử liên quan đến bệnh.

Nhóm nghiên cứu tiếp tục kiểm tra phương pháp với một loạt kháng thể trị liệu nhằm vào những con đường sinh học có vai trò trong quá trình phát triển của bệnh. Kết quả cho thấy các kháng thể có thể đi vào tế bào và tác động đến những đường truyền tín hiệu quan trọng liên quan tới một số loại ung thư và bệnh viêm. Sau khi xử lý, hoạt động của các đường truyền tín hiệu này giảm đáng kể, cho thấy kháng thể đã tiếp cận được mục tiêu và vẫn duy trì hoạt tính bên trong tế bào.

Một trong những kết quả được nhóm nghiên cứu đặc biệt chú ý đến từ mô hình bệnh Parkinson. Parkinson là bệnh thoái hóa thần kinh, trong đó sự tích tụ bất thường của protein alpha-synuclein trong não là một trong những đặc điểm bệnh lý quan trọng. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học sử dụng một kháng thể nhằm vào alpha-synuclein và đưa kháng thể này vào tế bào thông qua các hạt nano lipid.

Sau quá trình xử lý, nhóm nghiên cứu ghi nhận sự suy giảm đáng kể của các cụm alpha-synuclein bệnh lý trong tế bào thần kinh. Kết quả này cho thấy phương pháp vận chuyển mới có khả năng giúp kháng thể tiếp cận một mục tiêu nằm bên trong tế bào vốn khó tác động bằng các liệu pháp kháng thể thông thường. Tuy nhiên, kết quả trên mới được ghi nhận trong mô hình nghiên cứu và chưa chứng minh công nghệ có thể điều trị Parkinson ở người.

Bên cạnh mô hình Parkinson, các nhà khoa học còn đánh giá công nghệ trên mô hình tổn thương phổi do viêm cấp tính. Kết quả cho thấy việc vận chuyển kháng thể bằng hạt nano lipid làm giảm các dấu hiệu viêm và cải thiện một số đặc điểm bệnh lý của mô phổi.

Giáo sư Ben Maoz thuộc Khoa Kỹ thuật Fleischman và Trường Khoa học thần kinh Sagol của Đại học Tel Aviv cho biết việc đưa kháng thể vào bên trong tế bào từ lâu là một trong những thách thức lớn đối với các liệu pháp sinh học. Theo đó, hệ thống mới cho phép kháng thể vượt qua hàng rào tế bào và tiếp cận những mục tiêu mà trước đây chúng khó tác động tới. Đây có thể là một bước trong quá trình mở rộng khả năng ứng dụng của các liệu pháp sinh học đối với những bệnh phức tạp hiện còn thiếu giải pháp điều trị phù hợp.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh công nghệ vẫn đang ở giai đoạn tiền lâm sàng. Vì vậy, kết quả hiện tại chưa đồng nghĩa với việc đã có một phương pháp điều trị Parkinson mới dành cho bệnh nhân. Đối với các bệnh thần kinh, còn một trở ngại quan trọng khác là hàng rào máu não - cơ chế bảo vệ giúp hạn chế nhiều chất trong máu xâm nhập vào não. Nguồn nghiên cứu cho biết thuốc dựa trên kháng thể thông thường gặp khó khăn khi vượt qua hàng rào này. Do đó, bên cạnh khả năng đưa kháng thể qua màng tế bào, việc phát triển công nghệ thành liệu pháp điều trị các bệnh như Parkinson còn phụ thuộc vào các bước nghiên cứu tiếp theo và quá trình đánh giá tiền lâm sàng, lâm sàng.