Bạch cầu hạt trung tính là một loại tế bào bạch cầu giúp chống lại bệnh tật bằng cách di chuyển đến vị trí cơ thể bị nhiễm bệnh để tìm kiếm và tiêu diệt các mầm bệnh gây hại. Nhưng bạch cầu hạt trung tính cũng có thể kéo dài thời gian viêm và góp phần phát triển các căn bệnh như huyết khối mạch máu, ung thư và bệnh võng mạc tiểu đường.

Để ngăn chặn tác hại của tế bào phòng thủ này, nhóm nghiên cứu do Trường Đại học Case Western Reserve (CWRU) đứng đầu đã tạo ra một nền tảng hạt nano có thể nhắm mục tiêu riêng biệt vào các bạch cầu hạt trung tính hoạt hóa liên quan đến bệnh tật - trong khi vẫn giữ nguyên các bạch cầu hạt trung tính tuần hoàn bất hoạt. Tác giả chính của nghiên cứu là Stavrou, giáo sư về y học và huyết học tại Trường Đại học Y khoa. Nghiên cứu cũng đã được công bố trên Tạp chí Nature Nanotechnology gần đây. Kết quả này thu được từ sự hợp tác ba năm giữa phòng thí nghiệm của Stavrou, các đồng nghiệp tại phòng kỹ thuật y sinh và dược lý của Case Western Reserve và với các đối tác nghiên cứu trên khắp thế giới.

Giáo sư Evi Stavrou của CWRU giải thích: “Nền tảng này đảm bảo rằng các bạch cầu hạt trung tính có liên quan đến bệnh tật sẽ bị ức chế, nhưng khả năng chống lại nhiễm trùng của chúng vẫn giữ nguyên”.

Các phát hiện này đem lại tiềm năng lớn cho chuyển đổi liệu pháp điều trị các bệnh phổ biến, bao gồm các biến chứng tiểu đường, ung thư và rối loạn tự miễn dịch.

Anirban Sen Gupta, giáo sư kỹ thuật y sinh và giáo sư kỹ thuật Leonard Case Jr. tại Trường Kỹ thuật Case cho biết: “Sự hợp tác giữa phòng thí nghiệm của Tiến sĩ Stavrou và phòng thí nghiệm của chúng tôi mang lại sự bổ sung chuyên môn và liên ngành của chúng tôi lại với nhau để tạo ra một nền tảng y học nano (nanomedicine) độc đáo cho phép nhắm mục tiêu cụ thể vào các bạch cầu hạt trung tính hoạt hóa. Hoạt tính của bạch cầu hạt trung tính Aberrant đang nổi lên như một cơ chế chính trong nhiều căn bệnh và nền tảng này có thể cho phép điều trị mục tiêu các bệnh như vậy mà không ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ miễn dịch của chính bạch cầu hạt trung tính”.

Nghiên cứu của họ cho thấy việc nhắm mục tiêu một loại thuốc ức chế bạch cầu trung tính đặc biệt đến vị trí bệnh bằng cách đóng gói nó ở dạng nền tảng (nanoplatform) làm tăng hiệu quả của thuốc. Làm như vậy cũng làm giảm tác dụng độc hại so với khi thuốc được tiêm trực tiếp vào tĩnh mạch.

Nghiên cứu này đại diện cho minh chứng đầu tiên về việc nhắm mục tiêu tích cực vào thứ gọi là "tiểu quần thể" bạch cầu hat trung tính. Nền tảng của họ đủ linh hoạt để có thể điều chỉnh được cho phù hợp với các quần thể bạch cầu hạt trung tính cụ thể - đơn lẻ hoặc trong các phức hợp tế bào, Stavrou nói.

Để nhắm mục tiêu cụ thể vào bạch cầu hạt trung tính đã hoạt hóa, Stavrou và Sen Gupta trước tiên phải xác định một điểm đánh dấu bề mặt biểu hiện duy nhất chỉ bởi bạch cầu hạt trung tính hoạt hóa chứ không phải tế bào bất hoạt. Họ tập trung vào elastase bạch cầu hạt trung tính (NE) - chất này được tiết ra bởi bạch cầu hạt trung tính trong quá trình bị viêm - bởi vì chất này chỉ được sản xuất bởi bạch cầu hạt trung tính và chỉ di chuyển đến bề mặt tế bào khi được kích hoạt.

Để sử dụng NE làm "mồi" cho liên kết hạt nano (NP), Stavrou và Sen Gupta đã thiết kế một peptide có nguồn gốc từ alpha-1 antitrypsin (một chất ức chế tự nhiên của NE) và đã chứng minh được khả năng liên kết cụ thể của nó đối với NE. Việc sắp đặt bề mặt hạt nano bằng peptit này cho phép liên kết của nó riêng biệt, chỉ với các bạch cầu trung tính đã hoạt hóa.

Tiếp theo, các chất ức chế dược lý can thiệp vào các chức năng của bạch cầu hạt trung tính đã được lựa chọn. Kết hợp hai thành phần này trên nền tảng lipid NP tạo ra các hạt nano điều trị nhắm mục tiêu bạch cầu hạt trung tính hoạt động.

Các hạt nano ráp nối đã được sử dụng trong các thử nghiệm in vitro và in vivo để xác định khả năng tải, phân phối sinh học, tính đặc hiệu đối với NE và thời gian lưu hành trong các mô hình chuột.

Một số biến thể của NP được tạo ra có thể tương tác riêng biệt với bạch cầu hạt trung tính hoạt hóa hoặc với bạch cầu hạt trung tính hoạt hóa phức hợp với các tế bào khác như tiểu cầu hoạt hóa - một dấu hiệu của huyết khối viêm trong nhiều bệnh.

Cuối cùng, tính khả thi của "khả năng điều trị nhắm mục tiêu" với nền tảng NP này đã được chứng minh bằng cách sử dụng tải trọng thuốc trong các mô hình chuột bị huyết khối tĩnh mạch.

Giai đoạn tiếp theo của các nghiên cứu sẽ tập trung vào nghiên cứu các phân tử thuốc ức chế bạch cầu hạt trung tính do phòng thí nghiệm Stavrou mới phát triển dưới dạng tải trọng trong các hạt nano và đánh giá các công thức này trong các mô hình bệnh do bạch cầu hạt trung tính khác nhau.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2022-07-specifically-block-disease-associated-white-blood.html, 26/7/2022