Các nhà khoa học phát hiện hợp chất ngăn chết tế bào nọc độc nhện

Trên một hòn đảo phủ đầy cát ngoài khơi bờ biển phía đông nước Úc, nhện funnel-web đào những ổ lót tơ và chờ con mồi rung lắc sợi tơ. Loài nhện này, giống như tarantula nhỏ, thường không hung dữ với con người. Tuy nhiên khi chúng đóng răng nanh dài vào thức ăn — bao gồm những loài gặm nhấm nhỏ — chúng sẽ tiêm một liều nọc độc tinh vi nhất mà một loài nhện có thể sản xuất.

Chính sự đa dạng các peptit trong nọc độc, những phân tử nhỏ cấu thành protein lớn, đã thu hút Glenn King, tiến sĩ sinh hóa tại Đại học Queensland và chuyên gia về nọc độc nhện. Công trình của ông trong việc tách chiết và thử nghiệm các hợp chất từ nọc độc nhện gần đây đã dẫn tới một loại thuốc hứa hẹn có thể ngăn ngừa tổn thương mô do cơn đau tim hoặc đột quỵ nếu được sử dụng trong vài giờ đầu. Liệu pháp này có thể thay đổi cuộc chơi trong việc cứu sống bệnh nhân sau các trường hợp khẩn cấp thường gây tử vong.

Khi một người trải qua cơn đau tim hoặc đột quỵ, sự thiếu máu đột ngột tới cơ quan sẽ khởi động một chuỗi phản ứng. Đầu tiên, lưu lượng máu giảm khiến các tế bào — lúc này thiếu oxy — phải phân giải glucose để tạo năng lượng. Quá trình này tạo ra dư thừa axit lactic, là môi trường acid nguy hiểm. Đáp lại, mô acid kích hoạt tín hiệu stress báo tế bào tự chết.

May mắn thay, các hợp chất trong nọc độc rất giỏi trong việc chiếm đoạt tín hiệu tế bào.

Nọc độc là công cụ quý giá cho các loài như nhện, bò sát và côn trùng như ong, vì nó vô hiệu hóa hệ thần kinh của con mồi và kẻ thù, có thể dẫn đến tử vong. Đồng thời, độc tố từ những loài này cũng là nguồn cảm hứng cho phát triển liệu pháp ở người, vì chúng có khả năng thâm nhập kênh ion trên màng tế bào. Những kênh này cho phép ion, hay các hạt mang điện, đi qua màng tế bào, đóng vai trò thiết yếu trong điều tiết các quá trình phức tạp như dẫn truyền thần kinh, co cơ và cảm nhận giác quan.

King xem nọc độc động vật như một mỏ vàng của các hợp chất hữu dụng, đặc biệt là nọc độc của loài nhện funnel-web trên đảo K’gari (Fraser). Những loài họ hàng của chúng phân bố rộng khắp Australia, nhưng King ưu tiên thu thập nọc độc từ loài sinh sống trên đảo vì chúng dễ săn bắt hơn. Sau đó, ông phân tích chất lỏng độc hại này một cách kỹ lưỡng, với hy vọng xác định thành phần có tiềm năng trị liệu.

King và đồng nghiệp tại Viện, chuyên gia bệnh tim Nathan Palpant, tiến sĩ, đã phát hiện phân tử Hi1a trong nọc độc nhện có khả năng chặn tín hiệu kích hoạt chết tế bào, và các thử nghiệm trên chuột giảm tổn thương não tới 80% ngay cả sau bốn giờ kể từ khi khởi phát đột quỵ, King chia sẻ với The Scientist.

Hai nhà nghiên cứu đã phát triển dạng tổng hợp của Hi1a và thành lập công ty khởi nghiệp Infensa Bioscience tại Brisbane, sẽ tiến hành thử nghiệm lâm sàng thuốc này cuối năm nay trên bệnh nhân đau tim. Khi được đánh giá là an toàn và hiệu quả, liệu pháp có thể được đưa đến những nhân viên cấp cứu và các cơ sở y tế trong vòng năm năm.

Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa ngừng khai thác nọc độc funnel-web. Các hợp chất sinh học trong nọc độc này lên tới hàng nghìn, nên các nhà nghiên cứu tin rằng ít nhất một số peptit có thể mang lại tiềm năng lớn trong điều trị rối loạn hệ thần kinh, các tình trạng đau mãn tính như lạc nội mạc tử cung, và nhiều bệnh khác.

Việc thiết kế thuốc nhắm vào hoạt động kênh ion đã chứng minh hiệu quả. Tuy nhiên, đây là thách thức, và một số nhà nghiên cứu đang chuyển sang các nọc độc động vật như kho chứa dồi dào peptit đã tiến hóa để can thiệp vào kênh ion. Các phiên bản tổng hợp của peptit nọc độc đang được phát triển liên tục. Thực tế, thuốc tổng hợp Ozempic được thiết kế dựa trên nọc độc của thằn lằn Gila, loài bản địa Tây Nam Hoa Kỳ và Mexico.

Nếu kết quả từ phòng thí nghiệm Úc chứng minh hiệu quả thực sự trong việc ngăn tổn thương sau đau tim trong thử nghiệm sắp tới, thì có thể mở ra kỷ nguyên mới cho liệu pháp dựa trên nọc độc nhện.

Thẻ: DƯỢC PHẨM, NGHIÊN CỨU, NỌC ĐỘC SINH HỌC, TIM MẠCH