Khoa học tự nhiên

Tạo ra phân tử chống ung thư tự lắp ráp trong vài phút (22/08/2014)

Các nhà nghiên cứu đã phát triển được một phương pháp đơn giản và linh hoạt để tạo ra các phân tử chống ung thư nhân tạo bắt chước các thuộc tính của một trong những hệ thống bảo vệ tự nhiên của cơ thể.

Giáo sư Peter Scott của Đại học Warwick

Các nhà hóa học dưới sự dẫn dắt của Giáo sư Peter Scott tại Đại học Warwick, Anh, đã có thể sản xuất các phân tử có cấu trúc tương tự như các peptide được sản sinh tự nhiên trong cơ thể chống lại bệnh ung thư và nhiễm trùng.

Được công bố trên Tạp chí Nature Chemistry, các phân tử được sản xuất trong nghiên cứu này đã chứng minh hiệu quả chống lại các tế bào ung thư ruột kết trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm tại Viện Điều trị Ung thư, Bradford, Vương quốc Anh.

Việc sản xuất số lượng lớn các peptide nhân tạo trước đây rất khó khăn và tốn kém, trong khi quy trình mới này chỉ mất vài phút và không đòi hỏi các thiết bị đắt tiền. Ngoài ra, các peptide truyền thống được sử dụng như thuốc nhanh chóng bị cơ chế bảo vệ sinh hóa của cơ thể vô hiệu hóa trước khi chúng có thể thực hiện chức năng của mình.

Ở dạng tự lắp ráp hóa chất phức tạp, phương pháp mới được phát triển tại Warwick giải quyết được những vấn đề này bằng cách tạo ra các phân tử rất ổn định. Các phân tử bắt chước peptide mới này, được gọi là triplexes, có dạng xoắn 3D tương tự như peptide tự nhiên.

"Các chất hóa học tạo thành phân tử giống như ta quẳng các khối Lego vào túi, sau đó lắc túi và thu được mô hình Ngôi sao Chết (Death Star-một mô hình trong bộ phim viễn tưởng Chiến tranh giữa các vì sao)", giáo sư Scott cho biết. "Để thiết kế được điều đó đòi hỏi một số khả năng tư duy và tính toán, nhưng một khi bạn đã tìm ra kết quả thì phương pháp này có thể được sử dụng để làm ra rất nhiều đối tượng phân tử phức tạp".

Mô tả quá trình tự lắp ráp các peptide nhân tạo, giáo sư Scott nói: "Khi các hóa chất hữu cơ tham gia vào quy trình, một dẫn xuất rượu amin và picoline được trộn lẫn với sắt clorua trong một dung môi, chẳng hạn như nước hoặc methanol, chúng hình thành các liên kết mạnh mẽ và được thiết kế để tự gấp lại với nhau trong vài phút để tạo thành một chuỗi xoắn. Tất cả điều đó diễn ra theo nguyên lý nhiệt động học. Các hướng dẫn lắp ráp được mã hóa trong bản thân các hóa chất".

"Sau khi loại bỏ dung môi, chúng ta có các phân tử bắt chước peptide ở dạng tinh thể", giáo sư Scott nói. "Không cần quá trình phân ly phức tạp, và không giống như bộ mô hình Lego, ở đây không có gì bí ẩn. Trên thực tế, các chất hóa học đều rất thông thường. Cái hay ở đây là những phân tử lớn kết hợp lại với nhau. Thiên nhiên luôn luôn sử dụng kiểu tự lắp ráp này để tạo ra các phân tử bất đối xứng phức tạp như protein, nhưng để thực hiện điều này theo cách nhân tạo thì lại là một thách thức lớn".

Tuy các phân tử bắt chước peptide được tạo ra theo quá trình này đã được thử nghiệm thành công trong phòng thí nghiệm trên các tế bào ung thư ruột kết, nhưng chúng cần được nghiên cứu thêm trước khi có thể được sử dụng trong các thử nghiệm lâm sàng trên bệnh nhân.

Nguồn: www.vista.vn (Theo Nature Chemistry)