Thiết kế ra loại protein giúp giải độc carbon monoxide, lọc máu chỉ trong vài phút

[trungthuc]

(Minh họa)
Để làm được điều này, các chuyên gia nghiên cứu tại trường Y khoa thuộc đại học UMSOM ở Maryland đã tập trung vào một loại protein tự nhiên có tên RcoM, được tìm thấy trong loài vi khuẩn Paraburkholderia xenovorans. Trong vi khuẩn này, RcoM có khả năng phát hiện ra được số lượng nhỏ bé CO trong môi trường, vì vậy các chuyên gia về hóa sinh và y sinh học tin rằng nó có thể được đem sử dụng để "săn" các phân tử CO bám vào tế bào hồng cầu, thứ khí đã gây ra ngộ độc carbon monoxide ở con người.

Ngộ độc carbon monoxide là một thách thức lớn trong quá trình được điều trị do nhiều lý do. Trước hết, việc tiếp xúc với khí CO có thể xảy ra âm thầm, đó là lý do tại sao thứ khí độc này thường được gọi là "sát thủ vô hình". Loại khí này không có mùi và màu, có thể bị rò rỉ từ các thiết bị gas bị trục trặc, hoặc tích tụ khi đốt nhiên liệu tự nhiên hoặc propane, ví dụ như trên bếp gas, trong nơi thông gió kém. Nó cũng là một thành phần chính của khói thải trong hỏa hoạn, hay một tình huống dễ gặp hơn là xe chạy bằng xăng hoạt động trong các khu vực kín như garage hay hầm để xe.

Khi đã xâm nhập vào cơ thể, các phân tử CO sẽ tấn công vào tế bào hồng cầu, làm suy yếu ôxy trong máu và cắt đứt nguồn cung cấp ôxy quan trọng cho não, tim và các bộ phận nội tạng khác. Vì loại khí này liên kết với hemoglobin rất hiệu quả, gấp 200 đến 400 lần so với ôxy, CO có nồng độ cao sẽ gây ra bị mất ý thức trong vài phút, dẫn đến tổn thương vĩnh viễn cho các bộ phận trong cơ thể, hoặc nghiêm trọng hơn là đưa đến tử vong nhanh chóng.

Mỗi năm, việc bị ngộ độc CO khiến cho khoảng 50,000 người phải nhập viện và 1,500 ca tử vong, tính riêng ở Hoa Kỳ.

Việc điều trị để loại bỏ khí độc này ra khỏi máu luôn luôn là cuộc chạy đua với thời gian. Hiện tại, chỉ có một biện pháp can thiệp về y tế cho những nạn nhân kịp đến bệnh viện, đó là cung cấp ôxy nguyên chất 100% trong buồng tăng áp. Tuy nhiên, đây là một quá trình chậm chạp, phải mất hơn một giờ để loại bỏ CO ra khỏi máu, và ngay cả khi bệnh nhân được sống sót, gần một nửa trong số đó vẫn bị tổn thương ở tim hoặc não bộ.

Đó là lúc mà loại protein được các chuyên gia ở đại học tại Maryland hứa hẹn sẽ tạo ra sự khác biệt lớn.

Trong các cuco65 thử nghiệm trên loài chuột, phương pháp điều trị RcoM-HBD-CCC đã có thể cho loại bỏ các phân tử CO ra khỏi máu chỉ trong vài phút, sau đó được cho đào thải an toàn ra khỏi cơ thể qua nước tiểu. Thuốc giải độc này được thiết kế ra hoạt động như một miếng bọt biển, tìm kiếm và hấp thụ các phân tử CO đang bám vào tế bào hồng cầu. Ở chuột, khoảng một nửa số lượng CO trong máu đã được loại bỏ ra trong vòng chưa đến một phút, giúp cho hemoglobin trên các tế bào có thể bắt đầu vận chuyển ôxy trở lại.

Điều quan trọng là các protein "săn mồi" khác cũng đang được cho thử nghiệm để giải độc khí CO vẫn chưa thể nhắm mục tiêu vào phân tử CO một cách chọn lọc và hiệu quả. Chúng cũng có xu hướng liên kết với NO. Điều này có thể dẫn đến sự sụt giảm lượng NO trong máu, làm co mạch máu và gia tăng huyết áp. Trong cuộc nghiên cứu này, RcoM-HBD-CCC đã chứng minh rằng nó không bị thu hút với phân tử quan trọng này.

"Không giống như các phương pháp điều trị dựa trên protein khác, chúng tôi thấy rằng hợp chất này chỉ gây ra những thay đổi tối thiểu về huyết áp, đây là một phát hiện thú vị và làm gia tăng tiềm năng cho phân tử mới này để được đem ứng dụng lâm sàng", tiến sĩ Mark T. Gladwin, trưởng khoa tại UMSOM, người chịu trách nhiệm chính của cuộc nghiên cứu, cho biết. "Protein này có thể trở thành loại thuốc cho giải độc carbon monoxide tiêm tĩnh mạch nhanh chóng, có thể được sử dụng trong phòng cấp cứu, hoặc thậm chí ngay tại hiện trường bởi nhân viên cấp cứu".

(Minh họa)
Mặc dù đây chỉ là cuộc nghiên cứu sơ bộ, với kết quả rất đầy hứa hẹn và cần được tiếp tục với các nghiên cứu tiền lâm sàng để có sự đánh giá thêm về mức an toàn và liều lượng, mở đường cho các thử nghiệm trên người. Tuy nhiên, khả năng chọn lọc và tốc độ cứu người của phương pháp điều trị này có thể cho phép tạo ra giải pháp điều trị ngộ độc CO đầu tiên có rủi ro thấp và phản ứng nhanh chóng, nơi mà mọi giây phút đều rất quan trọng để ngăn ngừa các tổn thương ở nội tạng, hay tệ hơn là tử vong.

"Phân tử này có thể là một bước đột phá vì nó có thể loại bỏ carbon monoxide trực tiếp và nhanh chóng ra khỏi cơ thể với nguy cơ tác dụng phụ không mong muốn rất thấp", tiến sĩ Jason J. Rose, phó giáo sư y khoa tại UMSOM cho biết. "Với những kết quả đầy hứa hẹn, chúng tôi cũng thấy tiềm năng sử dụng RcoM-HBD-CCC trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như một chất thay thế máu trong căn bệnh bị thiếu máu nặng hoặc sốt xuất huyết"

Theo New Atlas