Dược phẩm công nghệ cao: Hướng đi mới trong y học

• Nhức nhối nạn sản xuất và kinh doanh dược phẩm, thực phẩm chức năng giả
• Những nỗ lực của y học nhằm cứu sống con người
• Gà đẻ trứng chứa dược phẩm chữa ung thư và các bệnh nghiêm trọng

Công ty Dược phẩm Otsuka, Nhật Bản là đơn vị sản xuất loại thuốc này cho biết Abilify MyCite là tên thương mại của hợp chất aripiprazole và nó có chức năng theo dõi lịch trình sử dụng thuốc của bệnh nhân. 

Dù vẫn còn nhiều tranh cãi về tính thích ứng của thuốc với bệnh nhân, đặc biệt là những người mắc chứng tâm thần phân liệt thường mang tâm lý nghi ngờ, hoang tưởng, ảo giác đối với các liệu pháp điều trị; nhưng những viên thuốc công nghệ cao này rõ ràng là một sự kết hợp hoàn hảo giữa công nghệ và y học.

Tìm kiếm dược phẩm công nghệ cao

Kể từ khi nhà thuốc đầu tiên được mở ra ở Baghdad vào năm 754 cho đến khi có những khám phá quan trọng như insulin, penicillin được sản xuất vào năm 1930… đến ngày nay thì công nghiệp dược phẩm đã phát triển mạnh mẽ.  

Trong quá khứ, hầu hết các loại thuốc được phát minh ra qua phương pháp cô lập thành phần hoạt tính từ các bài thuốc cổ truyền, hoặc có khi do tình cờ. Ngày nay với sự giúp sức của công nghệ, con người tập trung vào tìm hiểu con đường chuyển hóa liên quan đến tình trạng bệnh và tác nhân gây bệnh. 

Công nghệ phát triển cũng đã giúp ích rất nhiều trong việc xác định các hợp chất có triển vọng để thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và có thể phát triển thành một loại thuốc mới.

Hầu hết các loại thuốc hoạt động theo phương thức chặn hoặc kích thích hoạt động của các protein cụ thể trong cơ thể. Ví dụ như thuốc giảm đau ngăn chặn một enzym tham gia vào quá trình gây viêm nhiễm. 

Để tạo ra một loại thuốc tương tác với một protein mong muốn, các nhà khoa học thường bắt đầu với một mô hình cấu trúc của protein liên kết với một phân tử tự nhiên được giải phóng qua một tác động sinh học. Tiếp theo họ sẽ cố gắng thiết kế các phân tử nhỏ hoạt động như một chất tự nhiên. 

Những nhà nghiên cứu từ Đại học Texas, Austin đã cải tiến các thuật toán để mô hình hóa các cấu trúc ngắn của protein. Bằng cách nắm bắt các chi tiết bổ sung về cấu trúc của một protein, họ có thể xác định và dự đoán sự liên kết của một phân tử thuốc tiềm năng.

Quá trình nghiên cứu, phát triển và đưa một loại thuốc mới ra thị trường là rất lâu dài và tốn kém, sẽ có thể mất tới 15 năm và 1 tỷ USD. Một phương pháp khác cũng được các nhà nghiên cứu sử dụng là xác định và thử nghiệm các loại thuốc được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ chấp thuận cho các mục đích sử dụng mới, hay còn gọi là tái định vị thuốc. 

Một thống kê mới đây của các nhà nghiên cứu từ Đại học Stanford so sánh 53 bệnh thường gặp với các loại thuốc hiện có đang dùng làm phương pháp điều trị cho họ. Họ đã xác nhận một số trường hợp với tính hiệu quả của phương pháp điều trị và kết hợp của loại thuốc khác. Điển hình là thuốc chống co giật topiramate được sử dụng để điều trị chứng động kinh, lại là một kết hợp tốt cho bệnh nhân viêm ruột.

Những nhà nghiên cứu quan tâm đến việc khám phá các hợp chất có tiềm năng điều trị nay đã có thể truy cập các cơ sở dữ liệu với hàng ngàn hợp chất lưu trữ. Những hợp chất này được sàng lọc và kết hợp với nhau để tìm ra những chất có thể chặn một protein làm tác dụng của hóa trị liệu kém hiệu quả. Nhưng ngay cả với sự trợ giúp của máy tính, thì quá trình sàng lọc này vẫn có thể mất đến hàng tháng. 

Từ bệnh nhân đến bác sĩ

Thuốc điện tử Abilify MyCite bao gồm các viên thuốc, bộ cảm biến có dạng như những miếng dán và một ứng dụng được cài vào thiết bị thông minh. Tiến sĩ George Savage, Giám đốc Y khoa Công ty Proteus Digital Health cho biết công ty của ông nghiên cứu và phát triển bộ cảm biến chứa trong viên thuốc; công nghệ này được mô tả lần đầu cách đây hơn 200 năm. 

Vào năm 1800, Alessandro Volta phát minh ra một loại pin gồm hai kim loại là kẽm và đồng trong dung dịch acid sulfuric và nước muối tạo thành sản phẩm pin. Viên thuốc điện tử chứa một cảm biến bao gồm chip silic và mạch logic được phủ một lớp mỏng kim loại đồng và magiê. 

Khi cảm biến này được tiếp xúc với nước hoặc bất kỳ chất lỏng nào có các phân tử cực (ở đây là môi trường axit clohydric trong dạ dày), phần thuốc sẽ hòa tan để lại cảm biến. Thiết bị này sẽ tạo ra dòng điện rất nhỏ đủ để chip hoạt động.

“Về mặt kỹ thuật đó là nguồn năng lượng một phần và bệnh nhân đã trở thành một viên pin” - Tiến sĩ George Savage cho biết. 

Sau khi kích hoạt con chip có kích thước chỉ bằng một hạt muối tinh sẽ gửi một tín hiệu đơn giản được mã hóa. Tín hiệu này được gửi tới bộ cảm biến nhằm xác định viên thuốc đã được tiêu hóa. Mạch logic của chip tạo ra một dòng điện điều chế nhỏ, một biểu đồ các mức hiện tại sẽ giống như một bước sóng sin. Vì cơ thể con người có tính dẫn diện, nên bộ cảm biến dán ngoài có thể thay đổi. 

Dòng điện điều chế có thể mã hóa các giá trị tương tự như tín hiệu FM. Cách thức hoạt động này tương tự như máy điện tâm đồ, nhận sự thay đổi dòng điện trong cơ thể để theo dõi nhịp tim. Thuốc điện tử được thiết kế để hoạt động trong thời gian chừng 3 phút, đủ để nó gửi một tín hiệu đến bộ cảm biến bên ngoài và bắt đầu thu thập dữ liệu.

Bộ cảm biến bên ngoài có hình dạng giống như một miếng băng dán dính trên bụng, ngoài tác dụng chính là nhận các tín hiệu từ thuốc điện tử, bộ cảm biến này cũng có thể theo dõi hoạt động của bệnh nhân. 

Từ bộ cảm biến đeo, những thông tin như việc bệnh nhân uống thuốc, đang di chuyển, đứng hay ngồi sẽ gửi đến ứng dụng cài đặt trên thiết bị di động qua bluetooth. Ứng dụng này sẽ hỏi bệnh nhân về tình trạng sức khỏe sau khi sử dụng thuốc và ghi lại các phản ứng. 

Nếu bệnh nhân đồng ý, nó sẽ gửi thời gian họ uống thuốc, mức độ hoạt động và báo cáo với bác sĩ điều trị. Những thông tin này đều được mã hóa và trên thực tế không thể có cách nào hack những tín hiệu từ viên thuốc đến bộ cảm biến nếu không giữ một cự ly đủ gần với bệnh nhân.

Thuốc điện tử được hy vọng là cách giải quyết vấn đề phổ biến của bệnh nhân là không sử dụng thuốc chính xác, theo ước tính việc này đã làm tăng chi phí y tế ở Mỹ lên tới 200 tỷ USD. Tuy nhiên những viên thuốc điện tử cũng làm dấy lên những lo lắng. 

Những tranh luận xoay quanh việc thuốc điện tử được phê duyệt để chữa các chứng bệnh tâm thần phân liệt, mà trên thực tế những người mắc bệnh này thường bị ảo giác và hoang tưởng. Một bài viết đăng trên tờ New York Times cho biết nhiều bệnh nhân mắc chứng tâm thần phân liệt thường từ chối uống thuốc vì sợ tác dụng phụ, không nghĩ bản thân mình gặp vấn đề hoặc nghi ngờ ý định của bác sĩ. 

Theo đó, thuốc điện tử loại này không mấy hấp dẫn với người bệnh mà thường thu hút sự quan tâm của gia đình, người chăm sóc họ. Và cuối cùng, dù chưa có giá chính thức nhưng theo dự đoán giá thành của thuốc điện tử sẽ cao hơn nhiều so với thuốc thông thường.