Được thực hiện bởi Viện Nghiên cứu Y tế và Sức khỏe Nam Úc (SAHMRI) phối hợp với các nhà khoa học tại Toronto, Sydney và Melbourne, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các hạt nano porphyrin-lipid (Por-NPs) chỉ rộng 20 nanomet, nhỏ hơn nhiều so với virus cúm hay Covid-19.

Các hạt nano này được bao phủ bởi một peptide gọi là R4F có vai trò chỉ đường giúp chúng tìm đến đúng “mục tiêu” là các đại thực bào trong động mạch. Đây là loại tế bào miễn dịch chuyên hấp thụ cholesterol.

Các hạt nano có thể xác định sự tích tụ của động mạch, phá vỡ các mảng bám và ức chế tình trạng viêm

Khi bị quá tải do cố gắng “dọn dẹp” quá nhiều cholesterol, đại thực bào sẽ phình to và biến thành các tế bào bọt, góp phần vào quá trình tích tụ các mảng bám và gây viêm. Quá trình này được gọi là xơ vữa động mạch, một nguyên nhân hàng đầu gây ra các cơn đau tim và đột quỵ.

Theo tiến sĩ Victoria Nankivell, trưởng nhóm nghiên cứu, thách thức lớn nhất trong điều trị xơ vữa động mạch là một vòng luẩn quẩn do tình trạng viêm lại càng khiến các mảng bám tích tụ dày thêm.

“Hạt nano của chúng tôi có thể phá vỡ chu trình đó, mang lại kết quả lâu dài hơn cho bệnh nhân”, bà cho biết.

Cơ chế hoạt động kép

Các hạt nano Por-NPs sở hữu 2 cơ chế nổi bật: Lõi porphyrin-lipid có thể tự phát sáng hoặc có thể được gắn với một đồng vị phóng xạ gọi là đồng-64, cho phép các bác sĩ quan sát sớm dấu hiệu xơ vữa động mạch qua các xét nghiệm hình ảnh. Bên cạnh đó, khi xâm nhập vào đại thực bào, hạt nano sẽ giúp các tế bào này loại bỏ cholesterol dư thừa và giảm phản ứng viêm.

Trong thử nghiệm trên chuột có nguy cơ bị xơ vữa động mạch, kết quả cho thấy ở giai đoạn sớm, các hạt nano đã làm giảm kích thước mảng bám 23% sau điều trị. Ở những con chuột có tình trạng nặng với các mảng bám không ổn định và dễ vỡ hơn, kích thước mảng bám giảm tới 52%.

Minh họa cách Por-NP điều trị bệnh tim mạch xơ vữa động mạch

Ngoài ra, các hạt nano cũng làm thay đổi hoạt động của hệ miễn dịch – vốn là nguyên nhân thúc đẩy mảng bám phát triển. Số lượng bạch cầu gây viêm di chuyển vào thành động mạch giảm 32%, và giảm tới 81% bên trong mảng bám. Nhiều gen liên quan đến tình trạng gây viêm cũng bị “khóa lại”, giúp hạn chế nguy cơ tái phát.

Điểm đặc biệt là sau khi hoàn thành nhiệm vụ trong động mạch, hạt nano sẽ di chuyển đến gan để xử lý cholesterol, tương tự cơ chế tự nhiên của cơ thể. Nhóm nghiên cứu không ghi nhận hiện tượng tích tụ gây hại trong gan, cho thấy phương pháp này an toàn ở mức thử nghiệm.

“Những hạt nano này không chỉ phát hiện mảng bám trong động mạch mà còn có thể hút cholesterol ra và đưa về gan để xử lý, đồng thời làm dịu phản ứng viêm”, tiến sĩ Nankivell nhấn mạnh.

Mặc dù vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu, công nghệ Por-NPs được kỳ vọng sẽ kết hợp với thuốc hiện có để kiểm soát bệnh tim mạch tốt hơn. Đây cũng là bước tiến quan trọng của lĩnh vực y học nano, vốn đang được ứng dụng để điều trị ung thư, bệnh truyền nhiễm, rối loạn thần kinh, tiểu đường và chẩn đoán hình ảnh tiên tiến.

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Materials Today Bio.