Bước đột phá trong quá trình sinh tổng hợp thuốc điều trị ung thư Paclitaxel
Các nhà khoa học Trung Quốc đã tháo gỡ được nút thắt công nghệ quan trọng trong quá trình sinh tổng hợp thuốc điều trị ung thư Paclitaxel, mở đường cho việc sản xuất loại thuốc này một cách bền vững sau 20 năm nghiên cứu.
Bước đột phá trong quá trình sinh tổng hợp thuốc điều trị ung thư Paclitaxel. Ảnh: news-medical.net
Nghiên cứu do nhà khoa học Yan Jianbin, Viện Gene nông nghiệp ở Thâm Quyến (AGIS) thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc (CAAS), làm chủ nhiệm, được công bố trên số mới nhất của tạp chí khoa học Science.
Paclitaxel là một loại dược phẩm chống lại khối u tự nhiên có cấu trúc phân tử đặc biệt phức tạp và độc đáo, được sử dụng rộng rãi trong điều trị lâm sàng ung thư vú, ung thư buồng trứng, ung thư phổi và các bệnh ung thư khác. Theo ông Yan Jianbin, đây là loại thuốc điều trị ung thư dựa trên thảo dược bán chạy nhất thế giới và là một trong số ít loại thuốc có nguồn gốc thảo dược, có khả năng kiểm soát sự phát triển của tế bào ung thư.
Trong tự nhiên, Paclitaxel chỉ có thể được chiết xuất từ loại thực vật hạt trần quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng, thuộc chi Thông đỏ (Taxus). Thực vật thuộc chi Thông đỏ thường phát triển rất chậm, phải mất hàng chục năm, thậm chí hàng trăm năm mới trở thành cây lớn. Ngoài ra, hàm lượng các chất tương tự Paclitaxel trong cây thuộc chi Thông đỏ là cực kỳ thấp. Theo nhà khoa học Yan Jianbin, tất cả những yếu tố này gây khó khăn lớn cho việc tiếp tục sử dụng Paclitaxel trong điều trị ung thư.
Mục tiêu của nhóm nghiên cứu là giải quyết thách thức sinh tổng hợp Paclitaxel. Vào năm 2021, ông Yan Jianbin cùng các cộng sự đã tạo ra bộ gene tham chiếu chất lượng cao đầu tiên trên thế giới về thực vật thuộc chi Thông đỏ, qua đó cung cấp giải trình tự gene và xác định các gene tiềm năng nhằm giải mã phương thức sinh tổng hợp Paclitaxel. Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được công bố trên tạp chí Nature Plants.
Video đang HOT
Dựa trên cơ sở này, nhóm nghiên cứu đã sàng lọc và xác định thêm các gene ứng cử viên và phát hiện thành công loại enzyme quan trọng nhất, chưa từng được biết đến trước đây trong con đường sinh tổng hợp Paclitaxel, làm sáng tỏ cơ chế hình thành cấu trúc dược lý của Paclitaxel và thiết lập con đường sinh tổng hợp Paclitaxel.
Ngoài ra, các enzyme chủ chốt của quá trình sinh tổng hợp Paclitaxel và phương pháp tái thiết của con đường tổng hợp liên quan đến nghiên cứu có ý nghĩa rất lớn trong việc hướng dẫn nhân giống cây thuộc chi Thông đỏ và sử dụng hiệu quả nguồn gene của chúng.
Việc làm sáng tỏ quá trình trao đổi chất chịu trách nhiệm tổng hợp Paclitaxel là một vấn đề chưa được giải quyết trong nhiều năm. Nhóm các nhà khoa học Trung Quốc đã tìm cách lấp đầy những khoảng trống trong con đường tổng hợp Paclitaxel. Theo Giáo sư Gregory Stephanopoulos thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (Mỹ), ngoài việc có đóng góp đặc biệt quan trọng cho khoa học cơ bản, bước đột phá trên còn có ý nghĩa quan trọng trong việc mở đường cho việc tổng hợp và sản xuất thuốc Paclitaxel một cách hiệu quả hơn, với chi phí thấp hơn, cũng như tạo ra khả năng mới để tổng hợp nhiều dẫn xuất nhằm tìm kiếm các loại thuốc chống ung thư mạnh hơn.
Giáo sư Jens Nielsen thuộc trường Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển) cho biết: “Phát hiện trên là một bước đột phá lớn trong sự hiểu biết của chúng ta về quá trình sinh tổng hợp các sản phẩm tự nhiên phức tạp và điều này sẽ cho phép chúng ta có khả năng sản xuất các sản phẩm tự nhiên có giá trị khác trên quy mô lớn và từ đó phát triển các loại thuốc mới và có giá trị”.
Trong khi đó, ông Deng Zixin – một học giả thuộc Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc – đ.ánh giá việc phát triển một chiến lược xanh và thân thiện với môi trường để sinh tổng hợp Paclitaxel có ý nghĩa rất lớn trong việc điều trị bệnh ung thư.
Biến đổi khí hậu khiến hàng triệu người Bangladesh rủi ro mắc ung thư
Theo một nghiên cứu gần đây, biến đổi khí hậu sẽ khiến hàng chục triệu người ở Bangladesh có nguy cơ cao mắc bệnh ung thư.
Một người đàn ông đang lấy nước từ giếng ở Dhaka, Bangladesh. Ảnh: Xinhua
Các nhà khoa học cho biết mực nước biển dâng cao, lũ lụt khó lường và thời tiết khắc nghiệt do khí hậu nóng lên sẽ đẩy nhanh quá trình giải phóng asen ở mức độ nguy hiểm vào nguồn nước của Bangladesh. Họ cảnh báo hậu quả có thể là gia tăng khủng hoảng sức khỏe cộng đồng với hàng triệu người mắc bệnh ung thư da, bàng quang và phổi do nhiễm độc asen.
Trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư đã nghỉ hưu Seth Frisbie tại Đại học Norwich (Anh), cho biết: "Ngộ độc asen mãn tính từ nước uống là vấn đề thực sự, không chỉ dừng lại ở lý thuyết. Tôi từng đến một ngôi làng nơi không có ai quá 30 tuổi".
Nguồn gốc của cuộc khủng hoảng ô nhiễm nước chứa asen bắt nguồn từ những năm 1970, khi Bangladesh có tỷ lệ t.ử v.ong ở trẻ sơ sinh cao nhất thế giới do nguồn nước bề mặt ô nhiễm. Các cơ quan viện trợ của Liên hợp quốc và các tổ chức phi chính phủ đã tài trợ một chương trình khoan giếng sâu để cung cấp nước sạch cho người dân Bangladesh sinh hoạt, tưới tiêu và nuôi cá.
Các giếng mới giúp giảm tỷ lệ t.ử v.ong ở t.rẻ e.m qua việc hạn chế lây lan các bệnh lây truyền qua đường nước. Tuy nhiên, đến những năm 1990, rõ ràng là nước khai thác từ tầng đá trầm tích ở Bangladesh có hàm lượng asen tự nhiên cao.
Trường hợp ngộ độc asen mãn tính đầu tiên từ nước giếng khoan được chẩn đoán ở Bangladesh là vào năm 1993 và Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) mô tả đây là "vụ ngộ độc hàng loạt lớn nhất đối với người dân trong lịch sử".
Tờ Guardian (Anh) dẫn lời ông Frisbie phân tích rằng arsen xuất hiện một cách tự nhiên trong quá trình nâng lên của dãy Himalaya. Vì vậy, trầm tích từ các lưu vực sông Hằng, Brahmaputra, Meghna, Irrawaddy đều giàu asen tự nhiên.
Ông bổ sung: "Không có vấn đề gì khi con người uống nước bề mặt, vì nước bề mặt tiếp xúc với oxy trong khí quyển khiến asen không hòa tan và tách khỏi nước. Nhưng nước giếng sâu không tương tác nhiều với oxy trong khí quyển. Và đó là lý do tại sao việc đột ngột cho phép mọi người tiếp cận những giếng nước sâu này lại là một cuộc khủng hoảng sức khỏe cộng đồng nghiêm trọng".
Ngộ độc asen mãn tính dẫn đến tích tụ asen bên trong cơ thể của những người bị ảnh hưởng. Nó biểu hiện ra bên ngoài qua sự sừng hóa của da ở lòng bàn tay và lòng bàn chân. Các quá trình tương tự cũng đang diễn ra bên trong, tích tụ ở phổi cùng các cơ quan nội tạng khác, gây ung thư.
Theo ông Frisbie, giếng ở khoảng 49% khu vực có nước nhiễm asen vượt quá giới hạn tối đa của WHO là 10 phần tỷ. Khoảng 45% nước nhiễm asen có hàm gấp từ năm lần trở lên so với giới hạn của WHO. Trong quá trình nghiên cứu thực địa, ông Frisbie đã thử nghiệm nước từ một giếng và thu kết quả nồng độ asen là 448 phần tỷ.
Ông Frisbie nói: "Ước tính hiện tại của tôi là khoảng 78 triệu người Bangladesh bị phơi nhiễm và tôi tin rằng dự đoán thận trọng là khoảng 900.000 người Bangladesh dự kiến sẽ c.hết vì ung thư phổi và bàng quang".
Khí hậu cực đoan làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn nhiều. Khi mực nước biển tiếp tục dâng, Bangladesh dự kiến chịu ảnh hưởng nặng nề bởi lũ lụt, điều này sẽ làm thay đổi tính chất hóa học của tầng ngậm nước bên dưới, dẫn đến nhả thêm nhiều asen từ trầm tích của nó. Đồng thời, nước biển xâm nhập vào tầng ngậm nước sẽ làm tăng độ mặn, đẩy nhanh tốc độ asen thẩm thấu vào nước, thông qua một quá trình được gọi là "hiệu ứng muối".
Những tác động của thay đổi thành phần hóa học cơ bản trong tầng ngậm nước do biến đổi khí hậu gây ra không chỉ giới hạn ở Bangladesh mà còn được cảm nhận trên toàn thế giới. "Những quá trình hóa học này mang tính toàn cầu", ông Frisbie cảnh báo.
Trung Quốc dùng AI nâng cấp công nghệ chiến trường Trung Quốc đang sử dụng hệ thống thương mại giống ChatGPT để dạy AI trong lĩnh vực chiến trường, nhưng một nhà khoa học cảnh báo cần hết sức thận trọng. Mới đây, các nhà khoa học Trung Quốc được cho là đang sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và các mô hình ngôn ngữ lớn như Ernie của Baidu (giống như...