Trong đại dịch, các bác sĩ đang sử dụng kháng thể đơn dòng được truyền máu (kháng thể do phòng thí nghiệm sản xuất) để giúp bệnh nhân chống lại nhiễm trùng COVID-19. Hiện các nhà nghiên cứu của UC Davis đang cố gắng tạo ra các kháng thể đơn dòng có thể giúp chống lại cơn đau mãn tính. Mục tiêu là phát triển một loại thuốc giảm đau hàng tháng không gây nghiện có thể thay thế opioid.
Dự án được dẫn dắt bởi Vladimir Yarov-Yarovoi và James Trimmer, các giáo sư tại Khoa Sinh lý và Sinh học Màng tại Đại học California, Trường Y Davis. Họ tập hợp một nhóm đa ngành bao gồm nhiều nhà nghiên cứu đang cố gắng biến nọc độc của loài tarantula thành thuốc giảm đau.
Đầu năm nay, Yarov-Yarovoy và Trimmer đã nhận được khoản tài trợ 1,5 triệu USD từ chương trình HEAL của Viện Y tế Quốc gia, đây là một nỗ lực tích cực nhằm đẩy nhanh các giải pháp khoa học nhằm ngăn chặn cuộc khủng hoảng opioid của đất nước.
Do bị đau mãn tính, người ta có thể bị nghiện opioid. Trung tâm Thống kê Y tế Quốc gia của Trung tâm Kiểm soát Dịch bệnh ước tính sẽ có 107.622 ca tử vong do dùng thuốc quá liều ở Hoa Kỳ vào năm 2021, cao hơn gần 15% so với con số ước tính 93.655 ca tử vong vào năm 2020.
Yarov cho biết: “Những đột phá gần đây trong sinh học cấu trúc và tính toán – việc sử dụng máy tính để hiểu và mô hình hóa các hệ thống sinh học – đã đặt nền tảng cho việc áp dụng các phương pháp mới để tạo ra kháng thể như những ứng cử viên thuốc tuyệt vời để điều trị chứng đau mãn tính”. Yarovoy, người biểu diễn chính của giải thưởng Sai.
Trimmer cho biết: “Kháng thể đơn dòng là lĩnh vực phát triển nhanh nhất của ngành dược phẩm và mang lại nhiều lợi thế so với các loại thuốc phân tử nhỏ cổ điển”. Thuốc phân tử nhỏ là thuốc dễ dàng xâm nhập vào tế bào. Chúng được sử dụng rộng rãi trong y học.
Trong nhiều năm, phòng thí nghiệm của Trimmer đã tạo ra hàng nghìn kháng thể đơn dòng khác nhau cho nhiều mục đích khác nhau, nhưng đây là nỗ lực đầu tiên nhằm tạo ra một loại kháng thể được thiết kế để giảm đau.
Mặc dù có vẻ tương lai nhưng Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ đã phê duyệt kháng thể đơn dòng để điều trị và phòng ngừa chứng đau nửa đầu. Các loại thuốc mới tác động lên một loại protein liên quan đến chứng đau nửa đầu được gọi là peptide liên quan đến gen calcitonin.
Dự án UC Davis có một mục tiêu khác – các kênh ion cụ thể trong tế bào thần kinh được gọi là kênh natri kiểm soát điện áp. Những kênh này giống như “lỗ chân lông” trên tế bào thần kinh.
“Các tế bào thần kinh chịu trách nhiệm truyền tín hiệu đau trong cơ thể. Yarov-Yarovoy giải thích: Các kênh ion natri có cổng tiềm năng trong tế bào thần kinh là nguồn truyền dẫn chính của cơn đau. “Mục tiêu của chúng tôi là tạo ra các kháng thể liên kết với các vị trí truyền cụ thể này ở cấp độ phân tử, ức chế hoạt động của chúng và ngăn chặn việc truyền tín hiệu đau.”
Các nhà nghiên cứu tập trung vào ba kênh natri cụ thể liên quan đến cơn đau: NaV1.7, NaV1.8 và NaV1.9.
Mục tiêu của họ là tạo ra các kháng thể phù hợp với các kênh này, giống như chìa khóa mở ổ khóa. Phương pháp nhắm mục tiêu này được thiết kế để ngăn chặn việc truyền tín hiệu đau qua kênh mà không can thiệp vào các tín hiệu khác được truyền qua các tế bào thần kinh.
Vấn đề là cấu trúc của ba kênh mà họ đang cố chặn rất phức tạp.
Để giải quyết vấn đề này, họ chuyển sang chương trình Rosetta và AlphaFold. Với Rosetta, các nhà nghiên cứu đang phát triển các mô hình protein ảo phức tạp và phân tích mô hình nào phù hợp nhất cho các kênh thần kinh NaV1.7, NaV1.8 và NaV1.9. Với AlphaFold, các nhà nghiên cứu có thể kiểm tra độc lập các protein do Rosetta phát triển.
Sau khi xác định được một số protein có triển vọng, họ sẽ tạo ra các kháng thể sau đó có thể được thử nghiệm trên mô thần kinh được tạo ra trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm trên người sẽ mất nhiều năm.
Nhưng các nhà nghiên cứu rất vui mừng về tiềm năng của phương pháp mới này. Thuốc chống viêm không steroid (NSAID), chẳng hạn như ibuprofen và acetaminophen, phải được dùng nhiều lần trong ngày để giảm đau. Thuốc giảm đau opioid thường được dùng hàng ngày và có nguy cơ gây nghiện.
Tuy nhiên, kháng thể đơn dòng có thể lưu hành trong máu hơn một tháng trước khi chúng bị cơ thể phân hủy. Các nhà nghiên cứu mong đợi bệnh nhân tự sử dụng kháng thể đơn dòng giảm đau mỗi tháng một lần.
Yarov-Yarovoy cho biết: “Đối với những bệnh nhân bị đau mãn tính, đây chính xác là những gì bạn cần. “Họ trải qua nỗi đau không phải trong vài ngày mà trong nhiều tuần và nhiều tháng. Người ta hy vọng rằng các kháng thể lưu hành sẽ có thể giúp giảm đau kéo dài trong vài tuần.”
Các thành viên khác của nhóm bao gồm Bruno Correia của EPFL, Steven Waxman của Yale, William Schmidt và Heike Wolf của EicOsis, Bruce Hammock, Teanne Griffith, Karen Wagner, John T. Sack, David J. Copenhaver, Scott Fishman, Daniel J. Tancredi, Hải Nguyên, Phương Trần Nguyễn, Diego Lopez Mateos, và Robert Stewart của UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Thời gian đăng: 29-09-2022