Các nhà khoa học "mặc giáp sắt" cho tinh trùng, gửi chúng vào cơ thể phụ nữ để tấn công khối u ung thư

Làm sao để đưa một lượng vừa đủ thuốc có độc tính, tới đúng vị trí của các khối u ung thư trong cơ thể, giết chết chúng mà không ảnh hưởng tới các tế bào khỏe mạnh còn lại trong cơ thể? Đó là một nhiệm vụ thực sự khó, thứ mà luôn đòi hỏi các nhà khoa học phải không ngừng sáng tạo.

Và sau đây là một trong số những ý tưởng “bên ngoài chiếc hộp”, điều mà bạn có thể không bao giờ tưởng tượng ra được:

Một nhóm các nhà khoa học Đức đang cố gắng mặc cho tinh trùng những bộ giáp sắt. Sau đó, họ sử dụng từ trường để định hướng chúng, bơi vào hệ thống sinh sản của phụ nữ. Tự nhiên đã ban cho tinh trùng khả năng thích nghi tốt với những điều kiện khắc nghiệt trong âm đạo. Chúng cũng được coi là một “chuyến tàu tốc hành” đi qua hệ thống sinh sản.

Các nhà khoa học nghĩ rằng: Tại sao không đặt lên chuyến tàu ấy những kiện hàng chứa thuốc trị ung thư, đưa chúng tới đúng nơi mà khối u đang sinh trưởng? Bằng cách này, thuốc có thể được phân phối trúng đích để điều trị ung thư cổ tử cung, nội mạc tử cung, ống dẫn trứng và nhiều bệnh phụ khoa khác.

Các nhà khoa học "mặc giáp sắt" cho tinh trùng, gửi chúng vào cơ thể phụ nữ để tấn công khối u ung thư

Nghiên cứu mới được thực bởi các nhà khoa học đến từ Viện Nghiên cứu Khoa học nano và Đại học Công nghệ Chemnitz, Đức. Công việc của họ nhằm giải quyết một bài toán nan giải, tồn tại bấy lâu trong điều trị ung thư: Làm sao để cung cấp đủ liều lượng thuốc mà không gây thiệt hại cho tế bào khỏe mạnh?

Trước đây, bạn có thể từng nghe đến các giải pháp như đóng gói thuốc ung thư vào các bong bóng nhỏ, chẳng hạn như vỏ bọc liposome. Nó sẽ giúp thuốc đi vào cơ thể và bị cách ly để không gây hại cho các tế bào khỏe mạnh.

Tuy nhiên, giải pháp này vẫn chưa khắc phục được 2 hạn chế: thuốc vẫn bị pha loãng khi nó lưu truyền khắp cơ thể, và việc nhắm trúng đích khối u là vô cùng khó khăn.

Một giải pháp tiếp theo tốt hơn, các nhà khoa học đã từng muốn lợi dụng cơ chế tự nhiên của những vi khuẩn có đuôi. Những sinh vật có khả năng di chuyển chủ động, đánh hơi các hợp chất hóa học.

Bằng cách đặt thuốc lên trên các vi khuẩn, chúng có thể bơi tới vị trí khối u tồn tại hoặc nơi mà chúng ta chỉ định tiêm vào một loại mồi câu hóa học. Thế nhưng, điểm yếu của phương pháp này là các vi khuẩn ngoại lai có thể bị hệ miễn dịch của chúng ta giết chết hoặc nuốt chửng, trước cả khi chúng hoàn thành sứ mệnh của mình.

Tinh trùng hoàn toàn có thể trở thành một giải pháp tốt hơn để phân phối thuốc ung thư

Bây giờ, có thể bạn đã nhận ta khả năng của những tế bào sinh sản nam. Chúng cũng có đuôi, có thể di chuyển và không bị tấn công bởi hệ miễn dịch trong cơ thể phụ nữ. Bởi vậy mà tinh trùng hoàn toàn có thể trở thành một giải pháp tốt hơn để phân phối thuốc, đặc biệt là qua con đường sinh dục nữ.

Chưa dừng lại ở đó, tinh trùng có một màng có thể được sử dụng để gói thuốc, tránh cho các phân tử này bị pha loãng, đào thải bởi hệ miễn dịch hoặc làm mất hoạt tính bởi các enzyme trong cơ thể.

Một lợi thế tự nhiên khác, đến từ việc tinh trùng có khả năng tương tác với trứng trong quá trình thụ tinh. Các nhà khoa học tin rằng chúng cũng có thể sử dụng cơ chế tương tự để đưa thuốc tới các mô đích của khối u ung thư.

Thử nghiệm được tiến hành sử dụng tinh trùng bò trưởng thành. Các nhà khoa học ngâm chúng vào một cốc chứa doxorubicin, một loại thuốc hóa trị dừng để điều trị ung thư phụ khoa.

Doxorubicin có tác dụng phá hủy quá trình hình thành đại phân tử protein trong khối u ung thư, nhưng nó không gây ảnh hưởng đến tinh trùng, bởi quá trình này không diễn ra ở các tế bào sinh dục này.

Mô hình và ảnh chụp thực tế bộ giáp sắt mà các nhà khoa học tạo ra tinh trùng

Để định hướng tinh trùng bơi đúng hướng, các nhà khoa học mặc cho chúng một vòng giáp mini. Các bộ giáp rất mỏng và nhỏ này được chế tạo bằng một kỹ thuật được gọi là quang khắc nano. Bằng cách sử dụng từ trường tác dụng lên các màng sắt, các nhà khoa học có thể định hướng tinh trùng bơi đến đúng vị trí khối u mà họ muốn nhắm đến.

Phía trước của vòng sắt nano này có 4 cánh tay được thiết kế uốn cong. Làm sao để khi các cánh tay đâm vào tế bào ung thư, lực đẩy quán tính của tinh trùng sẽ tự giải phóng nó khỏi vòng sắt và đâm vào bên trong khối u.

Hàng loạt thí nghiệm đã được tiến hành để kiểm tra xem liệu những tinh trùng mang theo thuốc doxorubicin có hoạt động hiệu quả hay không. Các nhà khoa học báo cáo:

Mặc dù vòng sắt khiến tinh trùng di chuyển chậm hơn bình thường tới 50%, thuốc ung thư cũng ảnh hưởng đến quãng đường mà tinh trùng có thể bơi đến. Nhưng cuối cùng, chúng vẫn có thể giữ được thuốc ung thư và đưa chúng vào bên trong các tế bào khối u, ít nhất là trong môi trường phòng thí nghiệm.

Các bệnh ung thư phụ khoa đang cướp đi mạng sống của hàng trăm ngàn phụ nữ mỗi năm

“Vẫn còn một số thách thức cần phải vượt qua, trước khi hệ thống này có thể được áp dụng trong môi trường in vivo [môi trường thí nghiệm bên trong cơ thể sống]", các nhà nghiên cứu viết trong phần kết luận của nghiên cứu.

Chẳng hạn như họ phải xác định được mô hình phân phối “chuyến tàu chở thuốc” ra sao cho hiệu quả, có phản ứng phụ nào xảy ra hay không nếu các bộ giáp sắt của tinh trùng bị bỏ lại trong cơ thể.

Nhưng các nhà khoa học lạc quan cho biết rằng trong tương lai gần họ sẽ hướng đến việc biến hệ thống phân phối thuốc sử dụng tinh trùng này để chẩn đoán và điều trị ung thư.

Nếu thành công, phương pháp có thể cứu sống hàng ngàn phụ nữ mắc bệnh ung thư phụ khoa mỗi năm. Đối mặt với một thực tế, thống kê năm 2012 cho thấy, riêng ung thư cổ tử cung đã cướp đi mạng sống của 266.000 phụ nữ trên khắp thế giới, chiếm tới 7,5% số ca tử vong do ung thư ở phụ nữ.

Tham khảo Sciencealert