Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania sản xuất thành công thuốc điều trị tiểu đường dạng uống từ rau xà lách

Các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania vừa công bố một bước tiến đột phá trong việc sản xuất các chất chủ vận thụ thể GLP-1, loại thuốc thiết yếu để điều trị bệnh tiểu đường và béo phì. Thay vì các phương pháp truyền thống, họ đã sử dụng lục lạp của rau xà lách biến đổi gen để tổng hợp các hợp chất này. Sáng kiến này nhằm giải quyết triệt để hai rào cản lớn nhất của các loại thuốc tiêm hiện nay như Ozempic và Wegovy: chi phí đắt đỏ và sự bất tiện khi phải tiêm thuốc định kỳ vào cơ thể.

Dưới sự dẫn dắt của Tiến sĩ Henry Daniell từ Trường Nha khoa thuộc Đại học Pennsylvania, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc sử dụng rau xà lách để sinh tổng hợp các peptide GLP-1 chức năng, cụ thể là exenatide và lixisenatide. Điểm mấu chốt của công nghệ này là các peptide được bao bọc tự nhiên trong vách tế bào thực vật. Cơ chế này bảo vệ dược chất khỏi môi trường khắc nghiệt của dạ dày, bao gồm axit và các enzyme tiêu hóa, từ đó mở ra khả năng hấp thụ qua đường uống hiệu quả – một thách thức vốn đã tồn tại từ lâu đối với các loại thuốc peptide.

Nền tảng thực vật này tận dụng bộ máy sinh tổng hợp tự nhiên của lục lạp để sản xuất các hoạt chất với hiệu suất cao, hứa hẹn giảm đáng kể chi phí so với các phương pháp tổng hợp hóa học truyền thống. Tiến sĩ Daniell, Giáo sư W.D. Miller và là người tiên phong trong lĩnh vực kỹ thuật di truyền lục lạp, nhận định rằng phương pháp này có thể bình dân hóa việc tiếp cận điều trị, cho phép bệnh nhân sử dụng thuốc một cách đơn giản thông qua những gì ông gọi là lá xà lách. Hơn nữa, việc sử dụng các peptide GLP-1 tự nhiên thay vì các biến thể tổng hợp có thể giúp giảm thiểu các tác dụng phụ nghiêm trọng về đường tiêu hóa mà người dùng thường gặp phải khi sử dụng các loại thuốc hiện có.

Hiện nay, các loại thuốc tiêm GLP-1 phổ biến như Ozempic và Wegovy có mức giá rất cao, dao động từ 1.000 đến 1.300 USD mỗi tháng nếu không có bảo hiểm, khiến chúng trở nên xa xỉ đối với nhiều người, đặc biệt là ở các quốc gia có thu nhập thấp và trung bình. Ngoài ra, quy trình sản xuất phức tạp và yêu cầu khắt khe về chuỗi cung ứng lạnh để vận chuyển và bảo quản cũng đẩy giá thành lên cao. Ngược lại, lục lạp trong tế bào xà lách có khả năng thực hiện các sửa đổi sau dịch mã cần thiết một cách tự nhiên, loại bỏ nhiều bước hóa học phức tạp và rút ngắn đáng kể chu kỳ sản xuất cũng như tổng chi phí vận hành.

Nhóm nghiên cứu tại Philadelphia hiện đang tập trung vào việc mở rộng quy mô sản xuất loại rau xà lách chuyển gen này để chuẩn bị cho các thử nghiệm lâm sàng trong tương lai. Tiến sĩ Daniell, thành viên của Hiệp hội Tiến bộ Khoa học Hoa Kỳ (AAAS) và Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Ý, đã có kinh nghiệm dày dặn trong việc phát triển các chế phẩm sinh học đường uống, bao gồm vắc-xin và thuốc tiểu đường thông qua phương pháp bao bọc sinh học trong tế bào thực vật. Nghiên cứu của ông, được công bố trên tạp chí Plant Biotechnology Journal, chỉ ra rằng vi khuẩn trong đường ruột có khả năng phân hủy vách tế bào xà lách để giải phóng các peptide trị liệu cho quá trình hấp thụ. Trước đó, phòng thí nghiệm của Daniell đã sản xuất thành công hàng kilôgam insulin đường uống, tạo nền tảng vững chắc cho việc thương mại hóa quy trình mới này.