Nhà khoa học Nhật Bản dùng DNA nhân tạo diệt tế bào nhiều loại ung thư

Công trình do Giáo sư Kunihiko Morihiro và Akimitsu Okamoto từ Trường Cao học Kỹ thuật tại Đại học Tokyo thực hiện. Các nhà khoa học đã sử dụng DNA hình chiếc kẹp tóc (hairpin-shaped DNA) để tiêu diệt thành công tế bào ung thư vú, cổ tử cung và ung thư hắc tố ở chuột.

Thông thường thuốc axit nucleic từ DNA và RNA không dùng để điều trị ung thư do phân tử trong thuốc khó phân biệt tế bào ung thư và tế bào khỏe mạnh. Từ thử nghiệm trước đây, các nhà khoa học lo ngại nó vô tình ảnh hưởng đến hệ miễn dịch của bệnh nhân, tức là có thể tiêu diệt cả tế bào khỏe mạnh.

Để khắc phục tình trạng này, Giáo sư Morihiro, Okamoto và đồng nghiệp đã tạo ra các cặp DNA từ phòng thí nghiệm, gọi là oHP, phản ứng với một microRNA được tìm thấy trong một số bệnh ung thư. Sau khi đưa vào tế bào ung thư, các chuỗi DNA nhân tạo tự gắn vào phân tử microRNA và hình thành chuỗi dài hơn, kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. Phản ứng này không chỉ loại bỏ tế bào ung thư, nó còn ngăn ung thư phát triển trở lại.

Dù đây là kết quả hứa hẹn nhóm chuyên gia nhận định các thử nghiệm vẫn đang ở giai đoạn tiền lâm sàng, cần nhiều thời gian phân tích trước khi áp dụng trên người.

"Kết quả nghiên cứu là tin tốt đối với bác sĩ, giới nghiên cứu thuốc và bệnh nhân ung thư. Chúng tôi tin rằng nó sẽ mang lại lựa chọn mới trong việc phát triển thuốc và chính sách dược phẩm", Giáo sư Okamoto nói.

Từ lâu, ung thư là gánh nặng sức khỏe đối với người dân toàn cầu. Trên thế giới, ước tính có khoảng 20 triệu trường hợp mắc mới ung thư và trên 10 triệu ca tử vong vì căn bệnh này mỗi năm. Do phương pháp điều trị còn hạn chế, các chuyên gia đã được truyền cảm hứng để tạo ra liệu trình chữa bệnh bằng DNA.

"Nếu có thể tạo ra các loại thuốc mới với cơ chế hoạt động khác với thuốc truyền thống, chúng ta sẽ điều trị được các bệnh ung thư tưởng chừng vô phương cứu chữa", Giáo sư Okamoto nói.

Liên quan tới DNA nhân tạo, trước đó các nhà hóa học Nhật Bản đã tổng hợp thành công phân tử DNA nhân tạo đầu tiên trên thế giới - gần như toàn bộ các thành phần hợp thành phân tử DNA này đều được tạo ra trong phòng thí nghiệm. Thành tựu này có thể mang lại những tiến bộ trong tương lai về phép chữa bệnh bằng gene, khả năng chế tạo máy điện toán có kích cỡ nano và các thiết bị công nghệ cao khác.

Trong nghiên cứu mới này, Masahiko Inouye và các đồng nghiệp lưu ý rằng các nhà khoa học đã cố gắng trong nhiều năm để phát triển nhiều kiểu DNA nhân tạo nhằm mở rộng khả năng lưu trữ thông tin đến đáng kinh ngạc của chúng.

Trong cấu trúc gene ở tất cả các dạng sống, phân tử DNA sử dụng 4 loại nucleotide cơ bản (A, T, G, X) để xây dựng và mã hoá cho mọi dạng protein hoạt động và phát triển trong tế bào. Cho đến trước khi thành tựu này được thực hiện, các nhà khoa học trên thế giới mới chỉ có khả năng tạo ra các phân tử DNA với một hoặc vài thành phần nhân tạo bởi cách thức thủ công, kể cả 4 thành phần cơ bản.

Các nhà khoa học sử dụng các thiết bị công nghệ cao để ráp nối 4 nhóm thành phần nucleotide (A, T, G, X) liên hợp với nhau tạo nên chuỗi phân tử DNA xoắn kép hoàn toàn mới, 4 loại thành phần này được lấy từ các hợp chất nhóm đường trong phân tử DNA tự nhiên.

Các tác giả cho biết, như phân tử DNA tự nhiên, cấu trúc DNA nhân tạo cũng tuân theo quy tắc cánh tay phải, đôi chỗ ở dạng cấu trúc liên kết ba thành phần không thể phủ nhận. Trạng thái ổn định cao và cấu trúc hoá học độc nhất vô nhị của phân tử DNA nhân tạo này hứa hẹn những triển vọng chưa từng thấy trong lĩnh vực chế tạo và ứng dụng các vật liệu mới nhờ công nghệ sinh học.

Ngọc Nga (T/h)