Các hạt nano có mục tiêu hứa hẹn mang lại phương pháp điều trị chống nấm hiệu quả hơn

Nhóm các nhà nghiên cứu của Trường Đại học Brown đã phát triển một phương pháp tiếp cận mới dựa trên công nghệ nano, có khả năng cải thiện việc điều trị các bệnh nhiễm trùng nấm, đặc biệt là những bệnh gây ra bởi loài Candida ngày càng kháng thuốc.

Trong nghiên cứu mới, nhóm đã chứng minh một phương pháp nhắm mục tiêu đến các liposome – các hệ thống phân phối thuốc nano nhỏ dựa trên lipid – trực tiếp đến các tế bào nấm. Nghiên cứu cho thấy, phương pháp tiếp cận mới này đã làm tăng đáng kể hiệu quả của thuốc, ngay cả đối với các màng sinh học nấm khó điều trị, mà không gây hại cho các tế bào người khỏe mạnh.

Candida auris là một loại nấm kháng thuốc mới nổi, và nghiên cứu mới này hé lộ một phương pháp đầy hứa hẹn để đối phó với nó. (Ảnh: Đại học Brown)

Veronica LaMastro, vị tiến sĩ mới tốt nghiệp ngành kỹ thuật y sinh tại Brown và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Các bệnh nhiễm trùng nấm có thể cực kỳ khó điều trị và các loại thuốc mà bác sĩ có thể sử dụng rất hạn chế. Bằng cách thêm một peptide nhắm mục tiêu trên bề mặt của liposome, chúng ta có thể nhắm mục tiêu tốt hơn việc cung cấp thuốc chống nấm cho các tế bào nấm và tăng khả năng tiêu diệt các tế bào đó“.

Bằng cách “trang trí” một liposome bằng một peptide có ái lực tự nhiên với các tế bào Candida, các nhà nghiên cứu đã phát triển được một phương pháp mới đầy hứa hẹn để cung cấp thuốc chống nấm, giúp chống lại các nhiễm trùng.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Advanced Functional Materials gần đây với tiêu đề “Peptide-Decorated Liposomes Enhance Fungal Targeting and Antifungal Drug Delivery“.

Các loài Candida là những loại nấm phổ biến, thường sống vô hại bên trong và trên cơ thể người. Tuy nhiên, đối với những người có hệ miễn dịch suy yếu, bao gồm bệnh nhân ung thư, người nhận ghép tạng hoặc những người đang phải chăm sóc đặc biệt, Candida có thể gây ra những nhiễm trùng nguy hiểm đến tính mạng. Đặc biệt, C. auris đã trở thành một “siêu vi khuẩn”, lây lan nhanh chóng trong các cơ sở y tế và kháng lại nhiều loại thuốc đặc trị. Chỉ riêng tại Hoa Kỳ, số ca nhiễm C. auris đã tăng hơn 300% trong khoảng thời gian từ năm 2017 đến năm 2018.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Đại học Brown đã chuyển sang sử dụng liposome, là các hạt nano hình cầu được cấu tạo từ chất béo tự nhiên và tổng hợp. Những cấu trúc này có khả năng vận chuyển thuốc bên trong phần lõi rỗng hoặc bên trong lớp màng lipid của chúng, và có thể được ứng dụng để cải thiện hiệu quả phân phối và độ ổn định của các liệu pháp điều trị bằng thuốc. Bước tiến quan trọng nhất trong phương pháp tiếp cận mới này là việc “trang trí” bề mặt ngoài của liposome bằng một peptide – một chuỗi ngắn các axit amin – vốn có ái lực tự nhiên với các tế bào Candida. Tiến sĩ LaMastro giải thích rằng các peptide này đóng vai trò như một “thiết bị định hướng” phân tử, giúp liposome nhận diện và liên kết với các tế bào Candida.

Sau quá trình sàng lọc một số peptide nhắm mục tiêu, các nhà nghiên cứu đã xác định được một peptide có tên penetratin cho thấy hiệu quả cao nhất trong việc nhắm mục tiêu đến Candida. Tiếp theo, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp các liposome được “trang trí” bằng penetratin và chứa posaconazole, một loại thuốc chống nấm đã được Cơ quan Quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt và hiện đang được sử dụng như một biện pháp dự phòng để ngăn chặn sự phát triển quá mức của Candida. Sau khi phát triển thành công các liposome nhắm mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thử nghiệm chúng trong một loạt các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.

Kết quả các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy các liposome được “trang trí” bằng penetratin có khả năng tương tác với các tế bào Candida cao hơn đáng kể so với các liposome tiêu chuẩn, khẳng định tính hiệu quả của chiến lược nhắm mục tiêu. Hệ thống phân phối được nhắm mục tiêu này cũng làm tăng đáng kể hiệu lực của thuốc chống nấm. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nó ức chế sự phát triển của Candida ở nồng độ thấp hơn tới tám lần so với nồng độ cần thiết đối với posaconazole tự do và ngăn chặn sự hình thành màng sinh học ở liều thấp hơn tới 1.300 lần. Nghiên cứu cũng cho thấy phương pháp này có vẻ an toàn ở chỗ: các liposome được nhắm mục tiêu không gây độc hại cho các tế bào người thường bị ảnh hưởng trong quá trình nhiễm trùng, bao gồm các tế bào da, mạch máu, mô âm đạo và tế bào hồng cầu.

Để đánh giá hiệu quả điều trị trong một trường hợp nhiễm trùng thực tế, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình chuột bị nhiễm C. albicans dưới da. Những con chuột được tiêm liposome mục tiêu có tải lượng nấm thấp hơn 60% so với nhóm chuột được tiêm liposome chứa thuốc thông thường, cho thấy lợi ích rõ ràng trong việc ngăn ngừa sự lây lan của nấm.

Tóm lại, nghiên cứu này cho thấy liposome nhắm mục tiêu là một phương pháp mới đầy triển vọng để chống lại các bệnh nhiễm nấm, vốn có tầm quan trọng lâm sàng đáng kể.

Tiến sĩ Anita Shukla, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Brown, người đứng đầu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm của mình, nhận định: “Nhiễm trùng nấm là một lĩnh vực chưa được nghiên cứu sâu rộng, đặc biệt là trong cộng đồng kỹ thuật và vật liệu sinh học. Tuy nhiên, với tình trạng kháng thuốc kháng khuẩn ngày càng gia tăng cùng với việc sử dụng thuốc chống nấm ngày càng nhiều trong môi trường lâm sàng và nông nghiệp, công trình nghiên cứu này trở nên vô cùng quan trọng. Chúng tôi hy vọng sẽ có nhiều nhà nghiên cứu hơn nhận thức được điều này và đầu tư nhiều công sức hơn vào lĩnh vực này”.

Tiến sĩ Shukla cho biết thêm, nhóm nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu và mở rộng phương pháp của họ. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào một loại thuốc thường được sử dụng để ngăn ngừa nhiễm trùng Candida. Nhóm hiện cũng đang lên kế hoạch thử nghiệm phương pháp này với các loại thuốc được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng đã được xác định.

Cục TT,TK