U nguyên bào thần kinh đệm đa dạng trong não là một trong những loại ung thư khó điều trị nhất. Có ít thuốc được sử dụng để điều trị căn bệnh này và tiên lượng thời gian kéo dài sự sống của bệnh nhân là chưa đến 15 tháng.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra loại hạt nano mới phân phối thuốc, cung cấp một phương thức hiệu quả để điều trị u nguyên bào thần kinh đệm. Các hạt nano chứa hai loại thuốc khác nhau, được thiết kế để dễ dàng vượt qua hàng rào máu não và liên kết trực tiếp với các tế bào khối u. Một loại thuốc có tác dụng gây tổn thương ADN của các tế bào khối u, trong khi loại thuốc còn lại cản trở những hệ thống mà các tế bào thường sử dụng để khắc phục tổn thương này. Trong một nghiên cứu trên chuột, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng các hạt nano có thể thu nhỏ kích thước khối u và ngăn chặn tình trạng tái phát của khối u. 

Nhằm vào bộ não

Các hạt nano được sử dụng trong nghiên cứu dựa vào các hạt nano trước đây được thiết kế bởi Paula Hammond và Stephen Morton, cựu nghiên cứu sinh của MIT Morton và cũng là tác giả của bài báo mới này. Đó là các hạt mỡ (liposome) hình cầu chứa 2 loại thuốc, một loại nằm trong lõi và loại còn lại trong lớp vỏ mỡ bên ngoài. Để sử dụng các hạt nano điều trị u não, các nhà nghiên cứu đã tìm cách đưa chúng qua hàng rào máu não, tách não khỏi dòng máu lưu thông và ngăn các phân tử lớn xâm nhập vào não.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng nếu phủ lên liposome một protein được gọi là transferrin, các hạt có thể đi qua hàng rào máu não dễ dàng hơn. Hơn nữa, transferrin cũng liên kết với các protein trên bề mặt của các tế bào khối u, cho phép các hạt tích tụ trực tiếp tại vị trí khối u trong khi tránh các tế bào não khỏe mạnh.

Phương pháp mục tiêu này cho phép phân phối liều lượng lớn thuốc hóa trị có thể gây tác dụng phụ không mong muốn nếu được tiêm khắp cơ thể. Temozolomide, thường là loại thuốc hóa trị đầu tiên được dùng cho bệnh nhân tăng nhãn áp, có thể gây bầm tím, buồn nôn và làm cho thể trạng yếu ngoài các tác dụng phụ khác.

Dựa vào nghiên cứu trước về phản ứng gây tổn thương ADN của khối u, các nhà nghiên cứu đã đưa temozolomide vào lõi bên trong của liposome và lớp vỏ bên ngoài là chất ức chế bromodomain. Chất ức chế bromodomain được cho là ảnh hưởng đến khả năng sửa chữa tổn thương ADN của tế bào. Nhờ sử dụng kết hợp hai loại thuốc này, các nhà nghiên cứu đã phá vỡ các cơ chế sửa chữa ADN của các tế bào khối u, sau đó, tấn công ADN của các tế bào trong khi hệ thống phòng thủ của chúng bị dỡ bỏ (down).

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các hạt nano trên chuột có khối u nguyên bào thần kinh đệm. Kết quả là sau khi các hạt nano đi đến vị trí khối u, lớp ngoài của hạt nano phân hủy, giải phóng chất ức chế bromodomain JQ-1. Khoảng 24 giờ sau, temozolomide được giải phóng từ lõi của hạt.

Các thí nghiệm cho thấy các hạt nano phân phối thuốc được phủ transferrin có tác dụng thu nhỏ các khối u hiệu quả hơn nhiều các hạt nano hoặc temozolomide không được phủ và JQ-1 được tiêm vào máu. Chuột được điều trị bằng các hạt nano phủ transferrin sống sót trong thời gian dài gấp hai lần so với chuột nhận được các liệu pháp khác.

Liệu pháp mới

Trong các nghiên cứu trên chuột, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng chuột được điều trị bằng các hạt nano nhắm đích có tế bào máu và các mô khác ít bị tổn thương bởi temozolomide hơn. Ngoài ra, các hạt nano được phủ polymer polyethylene glycol (PEG), giúp bảo vệ các hạt khỏi bị phát hiện và phân hủy bởi hệ miễn dịch. PEG và tất cả các thành phần khác của liposome đã được Cục Quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận sử dụng ở người.

JQ-1, chất ức chế bromodomain được sử dụng trong nghiên cứu này, có thể không phù hợp để sử dụng cho người do chu kỳ bán phân rã của nó quá ngắn, nhưng các chất ức chế bromodomain khác hiện đang được thử nghiệm lâm sàng.

Các nhà nghiên cứu dự đoán loại hình phân phối hạt nano này cũng có thể được dùng cho các loại thuốc ung thư khác, bao gồm nhiều loại chưa bao giờ được thử chống lại u nguyên bào thần kinh đệm do chúng không thể vượt qua hàng rào máu-não.