Như với cà phê hoặc rượu, mỗi người có cách xử lý thuốc khác nhau. Liều hoàn hảo của người này có thể là quá liều và gây tử vong cho người khác. Vì vậy, khó có thể quy định chính xác liều lượng thuốc phù hợp như hóa trị hoặc insulin.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu do kỹ sư điện H. Tom Soh và nghiên cứu sinh sau tiến sỹ Peter Mage tại Stanford đã phát triển một công cụ phân phối thuốc giúp mọi người dễ dàng điều chỉnh liều lượng thuốc sử dụng cho phù hợp. Trong báo cáo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Biomedical Engineering, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng công nghệ này có thể điều chỉnh liên tục nồng độ thuốc hóa trị ở các động vật sống.
Soh cho rằng: “Đây là lần đầu tiên chúng tôi có thể liên tục kiểm soát nồng độ thuốc trong cơ thể trong thời gian thực. Đây là khái niệm mới có ý nghĩa to lớn vì chúng tôi tin rằng có thể thích ứng công nghệ để kiểm soát nồng độ của nhiều loại thuốc“.
Theo dõi và phân phối
Công nghệ mới có ba thành phần cơ bản gồm một cảm biến sinh học thời gian thực liên tục theo dõi nồng độ thuốc trong máu, một hệ thống điều khiển tính toán liều lượng phù hợp và một máy bơm lập trình cung cấp vừa đủ số lượng thuốc để duy trì liều lượng như mong muốn.
Cảm biến chứa các phân tử aptamer được thiết kế đặc biệt để liên kết với thuốc. Khi thuốc có trong máu, aptamer thay đổi hình dạng nên bộ cảm biến điện có thể phát hiện ra. Lượng thuốc càng nhiều thì càng có nhiều phân tử aptamer thay đổi hình dạng. Thông tin đó được thu thập cứ vài giây một lần, được định tuyến qua phần mềm điều khiển máy bơm để phân phối thêm lượng thuốc cần thiết. Các nhà nghiên cứu gọi đây là hệ thống vòng kín liên tục theo dõi và điều chỉnh nồng độ thuốc.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ này bằng cách cung cấp thuốc hóa trị doxorubicin cho động vật. Dù có sự khác biệt về sinh lý và trao đổi chất giữa các cá thể động vật, nhưng chúng có khả năng duy trì liều ổn định cho tất cả các động vật trong nghiên cứu. Khả năng này không có thể có được bằng các phương pháp phân phối thuốc hiện có. Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm tương tác thuốc cấp tính thông qua việc cố ý đưa một loại thuốc thứ hai được biết đến là gây ra thay đổi lớn nồng độ thuốc hóa trị. Một lần nữa nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy hệ thống mới có thể ổn định nồng độ thuốc để không gây nguy hiểm. Công nghệ này sẽ có ý nghĩa to lớn nếu được áp dụng hiệu quả trên người như trong các nghiên cứu trên động vật.
Những bước tiếp theo
Cần thực hiện thử nghiệm trong nhiều năm để đảm bảo độ an toàn và hiệu quả của công nghệ này khi áp dụng trên người, nhưng các nhà nghiên cứu tin rằng đây sẽ là bước tiến lớn đối với y học cá nhân hóa. Các bác sĩ đã biết rằng các loại thuốc tương tự có thể gây ảnh hưởng không giống nhau đến những người có cấu trúc di truyền khác nhau và các bệnh nhân dùng hơn 1 loại thuốc, có thể trải qua các tương tác thuốc không mong muốn. Nhưng họ thiếu công cụ để khắc phục tình trạng này.
Công nghệ này đặc biệt hữu ích cho bệnh nhi ung thư, nổi tiếng là khó xác định liều lượng do quá trình trao đổi chất của trẻ em thường khác người lớn. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ thu nhỏ hệ thống để cấy ghép vào bệnh nhân. Hiện nay, công nghệ này là thiết bị bên ngoài giống như hệ thống truyền nhỏ giọt tĩnh mạch. Cảm biến sinh học có kích thước bằng tiêu bản hiển vi. Thiết lập hiện tại có thể phù hợp cho thuốc hóa trị, nhưng không phải để sử dụng liên tục. Các nhà nghiên cứu cũng đang thích ứng hệ thống này với các aptamer khác nhau để hệ thống có thể cảm biến và điều chỉnh lượng phân tử sinh học khác nhau trong cơ thể.
N.P.D (NASATI), Theo https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170510115317.htm, 10/5/2017