Ứng dụng chip đường thở nhằm tăng tốc thử nghiệm các phương pháp điều trị Covid-19

Hiếu Phan
Theo dõi TGVN trên
Baoquocte.vn. Tưởng chừng chỉ có trong phim khoa học viễn tưởng nhưng các nhà khoa học đang thử nghiệm một loại chip đường thở có thể giúp tìm kiếm các phương pháp điều trị mới cho bệnh nhân mắc Covid-19.
Ứng dụng chip đường thở nhằm tăng tốc thử nghiệm các phương pháp điều trị Covid-19
Giáo sư Donald Ingber, người dẫn đầu nhóm nghiên cứu chip đường thở có thể giúp tìm kiếm các phương pháp điều trị mới cho bệnh nhân mắc Covid-19. (Nguồn: Viện Wyss, Đại học Harvard)

Nhóm các chuyên gia do nhà nghiên cứu Sinh học tế bào và kỹ thuật sinh học Donald Ingber, Giám đốc sáng lập Viện kỹ thuật cảm ứng sinh học Wyss thuộc Đại học Y Harvard (Mỹ) đứng đầu, đang tiến hành nghiên cứu tại phòng thí nghiệm, nhằm tạo ra chip điện tử mô phỏng các cơ quan của cơ thể người. Đây là một mô hình 3D nhỏ và phức tạp.

Nghiên cứu này đã được Trung tâm Khoa học lâm sàng và dịch mã quốc gia (NCATS) thuộc Viện Y tế quốc gia Mỹ (NIH) hỗ trợ trong nhiều năm. Hiện với nguồn tài trợ bổ sung từ NCATS và các nguồn khác, nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm một chip đường thở có thể giúp tìm kiếm các phương pháp điều trị mới cho bệnh nhân mắc Covid-19.

Tiến sĩ Danilo A. Tagle, Phó Giám đốc Sáng kiến đặc biệt tại NCATS cho biết, những phương pháp sàng lọc thuốc đang áp dụng hiện nay chưa phải là tối ưu, bên cạnh đó, các thử nghiệm thuốc trên động vật cũng phải mất rất nhiều thời gian.

Vì thế, sử dụng các chip nội tạng bắt chước cấu trúc và chức năng của các cơ quan của con người, đồng thời có thể mô hình hóa các bệnh như Covid-19 sẽ giúp dự đoán được hoạt động kháng virus của thuốc chính xác, nhanh chóng hơn so với các nghiên cứu trên động vật.

Mới đây, Giáo sư Donald Ingber đã có cuộc trao đổi với nhóm nghiên cứu bệnh Covid-19 của NIH về việc phát triển chip đường thở và sử dụng công nghệ này như một phương pháp để xác định nhanh chóng các phương pháp điều trị những bệnh nhiễm trùng do virus như cúm và Covid-19.

Cấu tạo các chip đường thở ra sao?

Các chip đường thở được làm bằng polymer dẻo, trong suốt. Chúng chứa hai vi kênh song song bằng chiều rộng của một đầu bút chì. Một kênh nhỏ dành cho chất lỏng và kênh còn lại dành cho không khí. Ở giữa hai kênh có một màng xốp để ngăn cách các vi kênh này.

Các nhà nghiên cứu đã lấy các tế bào sơ cấp của con người - tế bào từ các mẫu mô đường thở - và áp các tế bào này lên màng. Các tế bào nhân lên, sau hai hoặc ba tuần, chúng phát triển thành các loại tế bào chuyên biệt của phổi - giống như chúng tồn tại trong phổi người.

Tế bào phổi phát triển ở mặt không khí của màng còn tế bào lót mạch máu phát triển ở mặt kia. Sử dụng một máy bơm di chuyển môi trường nuôi cấy qua kênh chất lỏng. Một số tế bào phổi trong chip đường thở tạo ra chất nhầy và thậm chí đã phát triển các lông mao, đó là những cấu trúc nhỏ như lông giúp di chuyển chất nhầy và bảo vệ cơ thể khỏi bị nhiễm trùng.

Bằng cách nào để biết được cách thức hoạt động của Covid-19 thông qua con chip đường thở?

Chip đường thở cho phép nghiên cứu tình trạng nhiễm virus và quan sát các phản ứng miễn dịch. Trong các nghiên cứu đã sử dụng pseudovirus - một loại virus vô hại xâm nhập vào các tế bào giống như cách của SARS-CoV-2.

Pseudovirus cho phép chúng ta nghiên cứu một cách an toàn các giai đoạn đầu của nhiễm trùng và sự xâm nhập của virus vào các tế bào phổi. Một số triệu chứng Covid-19 nghiêm trọng không phải do virus gây ra mà là do phản ứng viêm hoạt động quá mức (gây ra các tình trạng gọi là bão cytokine).

Với chip đường thở, chúng ta có thể nghiên cứu chất lỏng thoát ra khỏi hệ thống - giống như lấy mẫu máu - để tìm hiểu phản ứng của tế bào miễn dịch đối với nhiễm trùng. Nhóm của Giáo sư Donald Ingbe có thể tiến hành các thí nghiệm để có thể xác định cách thức ngăn ngừa và điều trị các chứng viêm quá mức nguy hiểm này.

Hình ảnh cho thấy con chip đường thở bao gồm các lớp tế bào phổi và mạch máu hoạt động giống như trong phổi của con người. Chất lỏng và không khí chảy qua các kênh ở hai bên của một màng xốp. Các nhà nghiên cứu đã truyền virus cúm và virus giả SARS-CoV-2 cho những con chip này. Sau đó, họ có thể quan sát các phản ứng của mô phổi và các tế bào miễn dịch.

Vai trò của chip đường thở trong việc phát triển các phương pháp điều trị Covid-19?

Có nhiều cách thức sử dụng, hiện nhóm đang sử dụng chip đường thở để sàng lọc thuốc làm phương pháp điều trị tiềm năng bệnh Covid-19.

Ứng dụng chip đường thở nhằm tăng tốc thử nghiệm các phương pháp điều trị Covid-19
Hình ảnh chuyển động của lông mao trên các tế bào phổi trong chip đường thở. Trong phổi của con người, các lông mao giúp loại bỏ các vi sinh vật xâm nhập vào đường thở. (Ảnh chụp từ video do Viện Wyss tại Đại học Harvard cung cấp)

Vì chip đường thở có kênh dẫn chất lỏng và kênh dẫn khí, các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu các loại thuốc được đưa vào đường thở bằng cách tiêm hoặc hít (như với ống hít). Nghiên cứu của họ có thể xác định các loại thuốc có thể ngăn virus lây nhiễm sang các tế bào và làm dịu các phản ứng miễn dịch hoạt động quá mức và các cơn bão cytokine.

Nhóm nghiên cứu hiện đang sử dụng chip đường thở để xác định các biến thể SARS-CoV-2 phát triển khi chủng này tiếp xúc với thuốc kháng virus.

Các thử nghiệm sử dụng chip đường thở để sàng lọc các phương pháp điều trị Covid-19 ?

Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các loại thuốc trong điều trị các bệnh ở người, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các hợp chất tương tự trong các chip đường thở đã cho nhiễm virus giả SARS-CoV-2. Khi thử nghiệm với thuốc Chloroquine và Hydroxychloroquine, chúng tôi nhận thấy rằng cả hai loại thuốc này đều không ngăn chặn được virus, các sản phẩm khác cũng không có tác dụng.

Tuy nhiên, Amodiaquine (một loại thuốc trị sốt rét được sử dụng rộng rãi ở châu Phi) lại làm giảm đáng kể sự lây nhiễm pseudovirus trong các chip đường thở. Trong các thí nghiệm trên chuột đồng, Amodiaquine làm giảm nhiễm trùng và ngăn chặn sự lây lan của SARS-CoV-2. Thuốc hiện đang được thử nghiệm trong các nghiên cứu trên người như một phương pháp điều trị Covid-19 khả thi.

Tương lai của chip đường thở?

Hiện nhóm nghiên cứu đang sử dụng chip để phát triển các loại thuốc có tác dụng rộng rãi, có thể ngăn ngừa nhiễm trùng do nhiều loại virus corona và virus cúm khác. Ngoài ra, nhóm cũng đang nghiên cứu các phản ứng viêm đối với nhiễm virus trong phế nang của phổi, bằng cách sử dụng chip phế nang mô phỏng chuyển động thở và các hiệu ứng miễn dịch.

Nghiên cứu này đã xác định được các mục tiêu trong các tế bào mà thuốc có thể liên kết để ngăn chặn các phản ứng miễn dịch nghiêm trọng, bao gồm cả các cơn bão cytokine có thể làm tổn thương các cơ quan.

Để đưa các thí nghiệm về điều trị Covid-19 lên một tầm cao mới, nhóm muốn nghiên cứu dạng lây nhiễm của SARS-CoV-2 trong chip đường thở. Tuy nhiên, công việc này đòi hỏi môi trường bảo vệ nghiêm ngặt hơn, phải có phòng thí nghiệm an toàn sinh học cấp độ 3. Vì thế, nhóm đang bắt đầu thực hiện nghiên cứu này thông qua các hợp tác với bên ngoài.

Công nghệ chip đường thở đang rất được quan tâm vì nó có thể cắt giảm thời gian và chi phí phát triển các loại thuốc và vaccine mới. Khi đề cập các trường hợp khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng như đại dịch Covid-19, nghiên cứu công nghệ trên chip nội tạng được xem như một phương pháp có thể cứu sống loài người.

Covid-19: Siêu kháng thể - phản ứng miễn dịch đang 'thách đố' các nhà khoa học

Covid-19: Siêu kháng thể - phản ứng miễn dịch đang 'thách đố' các nhà khoa học

Sau khi tiêm vaccine Covid-19, phản ứng miễn dịch của người đã khỏi bệnh mạnh hơn so với những người chưa bao giờ bị nhiễm ...

Vaccine Covid-19: Moderna báo tin mừng, EMA mở đường mũi tăng cường mới; Trung Quốc tiêm cho trẻ 3-11 tuổi

Vaccine Covid-19: Moderna báo tin mừng, EMA mở đường mũi tăng cường mới; Trung Quốc tiêm cho trẻ 3-11 tuổi

Ngày 25/10, hãng dược phẩm Moderna (Mỹ) dẫn dữ liệu sơ bộ của một nghiên cứu khẳng định, vaccine Covid-19 do hãng này phát triển ...

(theo NIH)

Bài viết cùng chủ đề

Covid-19

Đọc thêm

Giá vàng hôm nay 3/12, Giá vàng xuống đáy, hiện tượng lạ trên thị trường, nên trú ẩn hay tăng tốc đầu tư?

Giá vàng hôm nay 3/12, Giá vàng xuống đáy, hiện tượng lạ trên thị trường, nên trú ẩn hay tăng tốc đầu tư?

Baoquocte.vn. Giá vàng hôm nay 3/12 lại giảm mạnh, không chỉ tụt xa ngưỡng 1.800 USD mà đã chạm mức thấp nhất trong 4 tuần. Nên trú ẩn hay tăng tốc ...
Tử vi 12 cung hoàng đạo Thứ Sáu ngày 3/12/2021: Bảo Bình công việc nên thận trọng

Tử vi 12 cung hoàng đạo Thứ Sáu ngày 3/12/2021: Bảo Bình công việc nên thận trọng

Baoquocte.vn. Tử vi hôm nay 3/12/2021 của 12 cung hoàng đạo - Ma Kết, Bảo Bình, Song Ngư, Bạch Dương, Kim Ngưu, Song Tử, Cự Giải, Sư Tử, Xử Nữ, Thiên ...
Mong muốn doanh nghiệp Nga đầu tư, mở rộng hợp tác với Việt Nam

Mong muốn doanh nghiệp Nga đầu tư, mở rộng hợp tác với Việt Nam

Baoquocte.vn. Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc tiếp lãnh đạo các doanh nghiệp hàng đầu của Nga có hợp tác với Việt Nam.
Việt Nam luôn trân trọng, biết ơn sự giúp đỡ của các cựu chiến binh và những người bạn Nga

Việt Nam luôn trân trọng, biết ơn sự giúp đỡ của các cựu chiến binh và những người bạn Nga

Baoquocte.vn. Chủ tịch nước Nguyễn Xuân Phúc đã có cuộc gặp với đại diện Hội Hữu nghị Nga-Việt và Hội cựu chiến binh Nga tại Việt Nam.
Diễn đàn Kinh tế Việt Nam: Đánh giá toàn diện, khách quan thực trạng nền kinh tế năm 2020 - 2021

Diễn đàn Kinh tế Việt Nam: Đánh giá toàn diện, khách quan thực trạng nền kinh tế năm 2020 - 2021

Baoquocte.vn. Diễn đàn Kinh tế Việt Nam 2021 dự kiến diễn ra vào ngày 5/12 tại Trung tâm Hội nghị quốc gia (ICC).
Biến chủng Omicron: Việt Nam 'không chủ quan nhưng không hoang mang'

Biến chủng Omicron: Việt Nam 'không chủ quan nhưng không hoang mang'

Baoquocte.vn. Thủ tướng Chính phủ đã yêu cầu chủ động giám sát và có các biện pháp phòng dịch để hạn chế nguy cơ từ sự xuất hiện biến chủng mới ...
Tiếp tục thúc đẩy hợp tác song phương giữa hai Đảng Cộng sản Việt Nam và Liên bang Nga

Tiếp tục thúc đẩy hợp tác song phương giữa hai Đảng Cộng sản Việt Nam và Liên bang Nga

Baoquocte.vn. Chủ tịch nước khẳng định Đảng Cộng sản Việt Nam và Nhà nước Việt Nam luôn ghi nhớ sự giúp đỡ to lớn của Đảng Cộng sản Liên bang Nga ...
Doanh thu từ công nghệ 5G của Thái Lan sẽ đạt 41 tỷ USD vào năm 2030

Doanh thu từ công nghệ 5G của Thái Lan sẽ đạt 41 tỷ USD vào năm 2030

Baoquocte.vn. Thái Lan sẽ chứng kiến sự tăng trưởng mạnh của mạng 5G, khi tập đoàn viễn thông lớn như Ericsson đổ bộ.
Lộ trình tuyến xe buýt điện Vinbus ở Hà Nội

Lộ trình tuyến xe buýt điện Vinbus ở Hà Nội

Baoquocte.vn. VinBus khai trương tuyến xe buýt số hiệu E03, kết nối phía Đông và phía Tây thành phố Hà Nội với 15 điểm dừng, hoạt động 5-21h hàng ngày, tần ...
Việt Nam chủ trì cuộc họp thường niên lần thứ 6 Nhóm làm việc Tiến trình Bali

Việt Nam chủ trì cuộc họp thường niên lần thứ 6 Nhóm làm việc Tiến trình Bali

Baoquocte.vn. Việt Nam và New Zealand tổ chức cuộc họp thường niên lần thứ 6 Nhóm làm việc về triệt phá mạng lưới đưa người di cư trái phép và mua ...
TP. Hồ Chí Minh: Chỉ thí điểm dạy học trực tiếp với lớp 9, 12

TP. Hồ Chí Minh: Chỉ thí điểm dạy học trực tiếp với lớp 9, 12

Baoquocte.vn. Bí thư Thành ủy TP. Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Nên yêu cầu trước mắt cần thí điểm dạy học trực tiếp đối với lớp 9 và 12.
Hà Nội chuẩn bị cho học sinh trở lại trường như thế nào?

Hà Nội chuẩn bị cho học sinh trở lại trường như thế nào?

Baoquocte.vn. Dự kiến học sinh cấp THPT của 30 quận, huyện Hà Nội sẽ trở lại trường vào ngày 6/12, các trường THPT đang chuẩn bị các phương án thế nào?
Bộ đội Biên phòng Quảng Trị 'gánh vác' cùng ngành giáo dục

Bộ đội Biên phòng Quảng Trị 'gánh vác' cùng ngành giáo dục

Baoquocte.vn. Bộ đội Biên phòng tỉnh Quảng Trị nhiều năm qua đã phát động nhiều chương trình, mô hình ý nghĩa giúp học sinh tiếp tục được theo đuổi ước mơ học tập.
TP. Hồ Chí Minh: Phụ huynh lo lắng khi học sinh lớp 1 học trực tiếp, đại diện thành phố nói gì?

TP. Hồ Chí Minh: Phụ huynh lo lắng khi học sinh lớp 1 học trực tiếp, đại diện thành phố nói gì?

Baoquocte.vn. Việc cho phép học sinh lớp 1 trở lại trường học trực tiếp trong thời điểm dịch Covid-19 tại thành phố đang rất phức tạp khiến phụ huynh lo lắng.
Đổi mới giáo dục không phải ở khẩu hiệu

Đổi mới giáo dục không phải ở khẩu hiệu

Baoquocte.vn. Giáo dục Việt Nam tồn tại nhiều vấn đề. Để giải quyết tận gốc, cần tìm hiểu kĩ nguyên nhân, không có chuyện giáo dục kém chỉ vì một khẩu hiệu.
'Một số nơi dùng Zoom, Canvas và gọi là chuyển đổi số'

'Một số nơi dùng Zoom, Canvas và gọi là chuyển đổi số'

Baoquocte.vn. Một số nơi ứng dụng công nghệ thông tin một cách rất đơn sơ. Cứ đưa powerpoint lên rồi gọi là chuyển đổi số.
Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp 3/12/2021: Tuổi Dần gặp thời

Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp 3/12/2021: Tuổi Dần gặp thời

Baoquocte.vn. Tử vi hôm nay ngày 3/12/2021 của 12 con giáp - tuổi Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất và Hợi về công việc, tài lộc,...
Lịch âm 3/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Sáu ngày 3/12/2021 tốt hay xấu?

Lịch âm 3/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Sáu ngày 3/12/2021 tốt hay xấu?

Baoquocte.vn. Lịch âm 3/12. âm lịch hôm nay 3/12. Xem âm lịch hôm nay ngày 3/12/2021 tốt hay xấu? Lịch vạn niên ngày 3 tháng 12 năm 2021 hôm nay.
Covid-19 ở Hà Nội ngày 2/12: Ghi nhận số ca mắc mới cao nhất từ trước tới nay, xuất hiện tại tất cả các quận, huyện, thị xã

Covid-19 ở Hà Nội ngày 2/12: Ghi nhận số ca mắc mới cao nhất từ trước tới nay, xuất hiện tại tất cả các quận, huyện, thị xã

Baoquocte.vn. Ngày 2/12, Hà Nội thông báo 24 giờ qua phát hiện 509 ca Covid-19 mới (233 ca cộng đồng, 198 ca trong khu cách ly và 78 ca trong khu phong tỏa).
Covid-19 tối 2/12: Thêm 13.698 ca nhiễm mới trong 24 giờ tại 60 tỉnh, thành; CDC Thanh Hóa thông tin về hơn 120 trẻ nhập viện sau tiêm vaccine

Covid-19 tối 2/12: Thêm 13.698 ca nhiễm mới trong 24 giờ tại 60 tỉnh, thành; CDC Thanh Hóa thông tin về hơn 120 trẻ nhập viện sau tiêm vaccine

Baoquocte.vn. 13.677 ca Covid-19 ghi nhận trong nước, 7.538 ca trong cộng đồng. CDC Thanh Hóa thông tin về hơn 120 học sinh nhập viện sau tiêm vaccine.
Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai (2-3/12): Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ trời rét sâu về đêm và sáng, ngày nắng; Tây Nguyên, Nam Bộ mưa dông vài nơi

Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai (2-3/12): Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ trời rét sâu về đêm và sáng, ngày nắng; Tây Nguyên, Nam Bộ mưa dông vài nơi

Baoquocte.vn. Dự báo thời tiết Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ rét về đêm và sáng, ngày nắng, vùng núi dưới 4 độ; Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Nam Bộ mưa rào, dông vài nơi.
Ứng phó với đại dịch Covid-19: Bài học từ cuộc chiến chống HIV-AIDS

Ứng phó với đại dịch Covid-19: Bài học từ cuộc chiến chống HIV-AIDS

Baoquocte.vn. Steven Thrasher - Giáo sư tại Đại học Northwestern (Mỹ) cho rằng, cả HIV/AIDS và Covid-19 đều khai thác những điểm yếu của xã hội.
XSTV 3/12, kết quả xổ số Trà Vinh hôm nay 3/12/2021. KQXSTV thứ 6

XSTV 3/12, kết quả xổ số Trà Vinh hôm nay 3/12/2021. KQXSTV thứ 6

Baoquocte.vn. XSTV 3/12. Trực tiếp xổ số Trà Vinh hôm nay - XSTV 3/12/2021. xo so tra vinh. KQXSTV.
XSVL 3/12, kết quả xổ số Vĩnh Long hôm nay 3/12/2021. KQXSVL thứ 6

XSVL 3/12, kết quả xổ số Vĩnh Long hôm nay 3/12/2021. KQXSVL thứ 6

Baoquocte.vn. XSVL 3/12. Trực tiếp xổ số Vĩnh Long hôm nay - XSVL 3/12/2021. xo so vinh long. KQXSVL.
XSBD 3/12, kết quả xổ số Bình Dương hôm nay 3/12/2021. KQXSBD thứ 6

XSBD 3/12, kết quả xổ số Bình Dương hôm nay 3/12/2021. KQXSBD thứ 6

Baoquocte.vn. XSBD 3/12. Trực tiếp xổ số Bình Dương hôm nay - XSBD 3/12/2021. xo so binh duong. KQXSBD
XSMB 3/12, kết quả xổ số miền Bắc 3/12/2021. dự đoán xổ số miền Bắc hôm nay

XSMB 3/12, kết quả xổ số miền Bắc 3/12/2021. dự đoán xổ số miền Bắc hôm nay

Baoquocte.vn. XSMB 3/12. trực tiếp xổ số miền Bắc 3/12/2021. kết quả xổ số miền Bắc hôm nay. xổ số miền Bắc thứ 6. xổ số hôm nay 3/12/2021. KQXSMB.
XSMT 3/12, kết quả xổ số miền Trung 3/12/2021. xổ số miền Trung hôm nay

XSMT 3/12, kết quả xổ số miền Trung 3/12/2021. xổ số miền Trung hôm nay

Baoquocte.vn. XSMT 3/12. trực tiếp xổ số miền Trung 3/12/2021. kết quả xổ số miền Trung hôm nay. xổ số miền Trung thứ 6. xổ số hôm nay 3/12/2021. KQXSMN
XSMN 3/12, kết quả xổ số miền Nam 3/12/2021. xổ số miền Nam hôm nay

XSMN 3/12, kết quả xổ số miền Nam 3/12/2021. xổ số miền Nam hôm nay

Baoquocte.vn. XSMN 3/12. trực tiếp xổ số miền Nam 3/12/2021. kết quả xổ số miền Nam hôm nay. xổ số miền Nam thứ 6. xổ số hôm nay 3/12/2021. KQXSMN.
Phiên bản di động