Kỹ thuật mới mang lại tiềm năng trong điều trị các bệnh Alzheimer và Parkinson

Các protein rất cần thiết đối với chức năng của từng tế bào. Việc đo các đặc tính của chúng trong máu và trong các dịch lỏng khác trong cơ thể có thể tiết lộ các thông tin có giá trị, bởi vì các phân tử là một khối kiến tạo quan trọng trong cơ thể. Cơ thể sản xuất chúng với một loạt các hình dạng phức tạp để có thể truyền tải thông tin giữa các tế bào, mang oxy và thực hiện các chức năng quan trọng khác.

Tuy nhiên, đôi khi các protein không tạo đúng. Và các nhà khoa học tin rằng một số nhóm các protein biến hình này (misshapen), có gọi là các amyloid, có thể kết thành cục ở trong não. Các khối rối dính chặt gây trở ngại cho chức năng của các tế bào bình thường, dẫn đến làm thoái hóa các tế bào não và gây ra bệnh nguy hiểm.

Nhưng các quá trình khiến các amyloids hình thành và kết thành khối hiện chưa được hiểu rõ. Điều này là do một phần thực tế là hiện nay không có phương pháp nào tốt để có thể nghiên cứu chúng. Các nhà nghiên cứu nói rằng các phương pháp hiện nay đắt tiền, tốn thời gian và rất khó khăn để làm sáng tỏ, và chỉ có thể cung cấp một bức tranh toàn cảnh về mức độ tổng thể của cácamyloids trong cơ thể của bệnh nhân.

Mới đây, các nhà nghiên cứu Trường đại học Michigan và Fribourg đã phát triển được một kỹ thuật đáng tin cậy mới có thể giúp làm sáng tỏ vấn đề trên do nó có thể đo các hình dạng, thể tích, sự tích điện, tốc độ quay và các thiên hướng liên kết với các phân tử khác.

Nhóm nghiên cứu gọi những thông tin thu như là “dấu vân tay 5D” và tin rằng nó có thể tiết lộ các thông tin mới mà một ngày nào đó sẽ giúp các bác sỹ có thể theo dõi các tình trạng của các bệnh nhân mắc bệnh thoái hóa thần kinh và thậm chí có thể phát triển các phương pháp điều trị mới.

Công trình nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.

“Hãy hình dung ra thách thức trong việc xác định một người cụ thể nào đó mà chỉ dựa vào trọng lượng và chiều cao của họ. Thách thức mà chúng tôi đối mặt đó là các kỹ thuật hiện nay. Tuy nhiên, Kỹ thuật “thông tin dấu vân tay 5D” này có thể giúp cung cấp các thông tin và dễ dàng xác định các protein đặc biệt”, David Sept, giáo sư chuyên ngành kỹ thuật y sinh học Trường Đại học U-M, và là thành viên của nghiên cứu, cho biết.

Theo Michael Mayer, tác giả đứng đầu nghiên cứu, và là giáo sư lý sinh tại Viện Adolphe Merkle, Switzerland, cho biết việc xác định được các protein riêng biệt có thể giúp các bác sỹ theo dõi tình trạng bệnh của các bệnh nhân tốt hơn và nó cũng có thể giúp các nhà nghiên cứu tăng sự hiểu biết đúng về việc làm thế nào các protein amyloid có liên quan đến các bệnh thoái hóa thần kinh.

Để có được các số đo chi tiết, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một lỗ cơ nano (nanopore) rộng chỉ 10-30 nanomet, và chỉ có một phân tử protein có thể lọt vừa. Các nhà nghiên cứu đã lấp đầy nanopore bằng dung dịch muối và đã truyền một dòng điện xuyên qua dung dịch này.

Khi phân tử protein nhào trộn đi xuyên qua nanopore, do chuyển động của nó gây ra rất nhỏ, sự dao động có thể đo được bên trong dòng điện. Bằng cách cẩn thận đo dòng điện này, các nhà nghiên cứu có thể xác định dấu hiệu 5 chiều (5D) độc đáo của protein này và gần như ngay lập tức xác định được nó.

“Các phân tử amyloid không chỉ khác nhau về kích cỡ, mà chúng còn có xu hướng kết cụm lại với nhau thành khối và rất khó để nghiên cứu chúng", Mayer nói. "Do nó có thể phân tích từng hạt một, cho nên phương pháp mới này có thể giúp chúng ta hiểu được hành vi của các amyloid bên trong cơ thể”.

Cuối cùng, mục tiêu của nhóm nghiên cứu là phát triển một thiết bị mà các bác sĩ và các nhà nghiên cứu có thể sử dụng đo các protein trong mẫu máu hoặc chất dịch cơ thể nào đó một cách nhanh chóng. Và điều này có thể sẽ thực hiện được trong một vài năm nữa. Trong khi chờ đợi, họ tiếp tục nghiên cứu nhằm cải thiện độ chính xác của kỹ thuật, mài giũa nó để có được các kết quả về hình dạng của mỗi protein tốt hơn. Họ tin rằng trong tương lai, công nghệ này cũng có thể có ích trong việc đo các protein liên quan đến bệnh tim và trong một loạt các ứng dụng khác.

P.T.T–NASATI (Theo Phys)