Chất chống nọc độc từ các hạt nano có thể điều trị vết rắn cắn

Hiện nay, các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã tạo ra được các hạt nano trong ống nghiệm, có khả năng hút nhiều loại độc tố nọc độc phổ biến, một bước tiến quan trọng để cho ra đời chất chống nọc rắn phổ rộng đầu tiên. Phương pháp này sẽ được sử dụng để chống độc tố từ bọ cạp, nhện, ong và các sinh vật có nọc độc khác.

Thiếu liệu pháp là một phần nguyên nhân khiến cho hơn 100.000 người chết mỗi năm vì rắn cắn, chủ yếu là ở châu Phi và Đông Nam Á. Đây không phải là mối nguy hiểm duy nhất. Theo ước tính, rắn độc cắn 4,5 triệu người mỗi năm, trong đó, gần 3 triệu người bị biến chứng nặng như mất chi. Nguyên nhân là do hầu hết các trường hợp bị rắn cắn xảy ra ở các vùng nông thôn nơi người dân không được tiếp cận với cơ sở y tế được trang bị chất chống nọc độc. Và trong nhiều trường hợp, nạn nhân được cung cấp chất chống nọc độc không phù hợp.

Hoạt động sản xuất chất chống nọc độc thường không dễ. Quá trình này bắt đầu bằng cách tiêm cho động vật, thường là ngựa, số lượng nhỏ nọc độc pha loãng của một con rắn cụ thể. Hệ miễn dịch của động vật tiết ra hỗn hợp kháng thể có khả năng liên kết với độc tố và làm bất hoạt chúng. Sau đó, máu được rút từ ​​động vật và các kháng thể đã được tinh chế để tiêm vào nạn nhân rắn cắn.

Nhưng các chất chống nọc độc thông thường có một số hạn chế. Ken Shea, trưởng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học California cho rằng: việc sản xuất các chất chống nọc độc dựa vào kháng thể mất nhiều thời gian và tốn kém, làm cho các công ty dược khó thu được lợi nhuận. Điều này đã góp phần gây tình trạng thiếu chất chống nọc độc trên toàn cầu trong thời gian gần đây. Chất chống nọc độc cũng cần được bảo quản lạnh, khiến cho nhiều khu vực nghèo tại các nước đang phát triển không tiếp cận được.

Trước đây, các nhà khoa học đã thiết kế các hạt nano có khả năng liên kết một độc tố mạnh trong nọc độc được gọi là melittin và loại bỏ nó khỏi máu. Nhưng trong nghiên cứu hiện nay, các nhà khoa học mong muốn tạo ra các hạt không chỉ liên kết với một độc tố mà là nhiều độc tố. Mục tiêu của nghiên cứu là nhằm vào nhóm độc tố được gọi là protein PLA2. Rắn tiết ra hàng trăm loại PLA2 khác nhau từ các độc tố thần kinh cấp độ nhẹ đến mạnh. Protein PLA2 thường được đưa vào màng tế bào. Nhóm nghiên cứu bắt đầu với quan điểm cho rằng các hạt nano được cấu thành từ các phân tử giống như chất béo tồn tại trong thành tế bào, có cơ hội liên kết với nhiều loại phân tử PLA2.

Tuy nhiên, các nhà khoa học không chỉ tạo ra một loại hạt nano. Thay vào đó, họ ghép nhiều khối polime thực hiện các chức năng hóa học khác nhau như khả năng thiết lập mạng lưới các liên kết hydro tương tác yếu. Sau đó, họ kết hợp các thành phần này theo cách khác nhau và thực hiện phản ứng hóa học tạo thành các hạt nano polime xốp. Nhóm nghiên cứu đã ủ các hạt nano bằng hỗn hợp phân tử PLA2 và tách các hạt nano liên kết tốt nhất với PLA2. Các hạt nano này đóng vai trò như nguyên liệu cho các chu kỳ tối ưu hóa học bổ sung.

Sau nhiều chu kỳ như vậy, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các hạt nano liên kết chắc chắn với nhiều loại PLA2. Chúng cũng liên kết với một số protein khác. Nhưng sau khi ủ các hạt nano với huyết tương và bổ sung hỗn hợp phân tử PLA2, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các độc tố đã đẩy những protein khác trên đường đi của chúng, liên kết với các hạt nano chắc hơn bất cứ yếu tố nào.

Mặc dù nhóm nghiên cứu vẫn chưa hoàn thiện các số đo về cách các hạt nano liên kết với nhiều phân tử PLA2 theo phương thức khác nhau, nhưng các kết quả trong ống nghiệm cho thấy chúng có ái lực cao với PLA2 tương tự như các hạt nano trước đây đã có với melittin, protein trong nọc độc ong đã ngăn chặn độc tố trong các nghiên cứu trên động vật. Các nghiên cứu trên động vật để kiểm tra chất chống nọc độc phổ rộng dự kiến ​​sẽ được bắt đầu vào tháng tới.

Nếu nghiên cứu thành công, bước tiếp theo các nhà khoa học sẽ tạo ra các hạt nano liên kết với các nhóm protein phổ biến khác trong nọc rắn. Cuối cùng, các bác sĩ có thể cung cấp nhanh chất chống nọc độc hiệu quả cho các nạn nhân bị rắn cắn, thậm chí có thể cứu sống hàng nghìn sinh mạng mỗi năm.

N.P.D-NASATI (Theo Sciencemag)