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

Hiếu Phan
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.
Theo dõi Baoquocte.vn trên
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

Vietlott 28/4, kết quả xổ số Vietlott Mega Chủ nhật 28/4/2024. xổ số Mega 645 hôm nay

Vietlott 28/4, kết quả xổ số Vietlott Mega Chủ nhật 28/4/2024. xổ số Mega 645 hôm nay

​​​​​​​Vietlott 28/4 - Vietlott Mega 6/45 28/4. Trực tiếp nhanh nhất kết quả xổ số Vietlott Mega hôm nay 28/4/2024. XS Vietlott 655 hom nay.
XSMN 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay Chủ nhật 28/4/2024. xổ số hôm nay 28/4

XSMN 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay Chủ nhật 28/4/2024. xổ số hôm nay 28/4

XSMN 28/4 - xổ số hôm nay 28/4. kết quả xổ số miền Nam 28/4/2024. kết quả xổ số ngày 28 tháng 4. xổ số miền Nam chủ nhật. SXMN ...
XSTG 28/4, Trực tiếp kết quả xổ số Tiền Giang hôm nay 28/4/2024 - KQXSTG chủ nhật

XSTG 28/4, Trực tiếp kết quả xổ số Tiền Giang hôm nay 28/4/2024 - KQXSTG chủ nhật

XSTG 28/4 - Trực tiếp kết quả xổ số Tiền Giang hôm nay - XSTG 28/4/2024. ket qua xo so Tien Giang. kết quả xổ số Tiền Giang ngày 28 ...
XSMT 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay Chủ Nhật ngày 28/4/2024. SXMT 28/4/2024

XSMT 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay Chủ Nhật ngày 28/4/2024. SXMT 28/4/2024

XSMT 28/4 - trực tiếp xổ số miền Trung 28/4/2024. kết quả xổ số miền Trung hôm nay. xổ số miền Trung chủ nhật. xổ số hôm nay 28/4. SXMT ...
Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp hôm nay ngày 28/4/2024: Tuổi Mùi công việc thăng trầm

Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp hôm nay ngày 28/4/2024: Tuổi Mùi công việc thăng trầm

Xem tử vi 28/4 - tử vi 12 con giáp hôm nay 28/4/2024 - Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất và Hợi về công việc, ...
Lịch âm hôm nay 2024: Xem lịch âm 28/4/2024, Lịch vạn niên ngày 28 tháng 4 năm 2024

Lịch âm hôm nay 2024: Xem lịch âm 28/4/2024, Lịch vạn niên ngày 28 tháng 4 năm 2024

Lịch âm 28/4. Lịch âm hôm nay 28/4/2024? Âm lịch hôm nay 28/4. Lịch vạn niên 28/4/2024. Ngày hôm nay tốt hay xấu? Xem ngày giờ, hướng tốt xấu...
Cuộc thi tài năng khởi nghiệp toàn cầu thu hút hơn 5.000 sinh viên đăng ký tham dự

Cuộc thi tài năng khởi nghiệp toàn cầu thu hút hơn 5.000 sinh viên đăng ký tham dự

Cuộc thi khởi nghiệp toàn cầu L'Oréal Brandstorm đã thu hút 5.050 sinh viên đăng ký từ hơn 100 trường đại học trên cả nước.
Còn bao nhiêu ngày nữa thi tốt nghiệp THPT năm 2024?

Còn bao nhiêu ngày nữa thi tốt nghiệp THPT năm 2024?

Kỳ thi tốt nghiệp THPT năm 2024 diễn ra vào ngày nào? Còn bao nhiêu ngày nữa thi tốt nghiệp THPT năm 2024? Mời độc giả tham khảo bài viết dưới đây.
Thúc đẩy phong trào học tiếng Anh cho học sinh Việt Nam thông qua nền tảng Khan Academy

Thúc đẩy phong trào học tiếng Anh cho học sinh Việt Nam thông qua nền tảng Khan Academy

Hiện nay nền tảng học trực tuyến miễn phí lớn nhất thế giới, Khan Academy đã được dịch sang gần 60 thứ tiếng, trong đó có tiếng Việt. Tuy nhiên, bên cạnh việc sử dụng ...
Tình yêu Tổ quốc đi đôi với trách nhiệm công dân

Tình yêu Tổ quốc đi đôi với trách nhiệm công dân

Học viện Ngoại giao khai mạc chương trình “Tuổi trẻ DAV và biển đảo quê hương” nhằm nâng cao hoạt động giáo dục tư tưởng cho sinh viên.
Hà Nội: Hôm nay, học sinh nộp hồ sơ xét tuyển thẳng vào lớp 10

Hà Nội: Hôm nay, học sinh nộp hồ sơ xét tuyển thẳng vào lớp 10

Nếu đủ điều kiện tham gia xét tuyển thẳng vào lớp 10, học sinh cần khẩn trương nộp hồ sơ tại trường ngay từ hôm nay (24/4).
Bộ GD&ĐT mở hệ thống để thí sinh thực hành đăng ký dự thi trực tuyến

Bộ GD&ĐT mở hệ thống để thí sinh thực hành đăng ký dự thi trực tuyến

Từ ngày 24/4, thí sinh học lớp 12 năm học 2023-2024 có thể thử đăng ký dự thi tốt nghiệp THPT trực tuyến trên hệ thống quản lý thi...
Châu Á oằn mình trong nắng nóng kỷ lục

Châu Á oằn mình trong nắng nóng kỷ lục

Nhiệt độ cao kỷ lục bao trùm Philippines, Thái Lan, Bangladesh và Ấn Độ do El Nino, khiến mùa nóng năm nay trở nên khắc nghiệt hơn bao giờ hết.
Cứu trợ người dân bị ảnh hưởng hạn hán và xâm nhập mặn tại 4 tỉnh miền Nam

Cứu trợ người dân bị ảnh hưởng hạn hán và xâm nhập mặn tại 4 tỉnh miền Nam

Ngày 26/4 Hội Chữ thập đỏ Việt Nam cứu trợ người dân vùng chịu ảnh hưởng hạn hán và xâm nhập mặn tại 4 tỉnh Cà Mau, Long An, Tiền Giang và Bến Tre.
Tổng lãnh sự nhiều nước tại TP. Hồ Chí Minh hào hứng tham quan, trải nghiệm chuyến tàu metro số 1 chạy thử

Tổng lãnh sự nhiều nước tại TP. Hồ Chí Minh hào hứng tham quan, trải nghiệm chuyến tàu metro số 1 chạy thử

Tuyến metro số 1 TP. Hồ Chí Minh tổ chức buổi chạy thử nghiệm tự động với những vị khách đặc biệt là Tổng lãnh sự nhiều nước ở TP. Hồ Chí Minh.
TP. Hồ Chí Minh bắn pháo hoa tại 5 điểm trong đêm 30/4

TP. Hồ Chí Minh bắn pháo hoa tại 5 điểm trong đêm 30/4

Chủ tịch UBND TP. Hồ Chí Minh chỉ đạo bắn pháo hoa tại 5 điểm trong đêm 30/4 thay vì 16 điểm như trước đó.
Phim Lật mặt 7 là phim loại K: Bao nhiêu tuổi được xem phim Lật mặt 7?

Phim Lật mặt 7 là phim loại K: Bao nhiêu tuổi được xem phim Lật mặt 7?

Tôi được biết phim Lật mặt 7 là phim loại K, vậy thì phim loại K là phim gì và bao nhiêu tuổi mới được xem phim Lật mặt 7? - Độc giả Tấn Hoàng
Review trên mạng xã hội thế nào là đúng?

Review trên mạng xã hội thế nào là đúng?

Những video review (giới thiệu) quán ăn, địa điểm vui chơi ngày càng phổ biến trên các nền tảng mạng xã hội và được đông đảo người dùng tham khảo.
Vietlott 28/4, kết quả xổ số Vietlott Mega Chủ nhật 28/4/2024. xổ số Mega 645 hôm nay

Vietlott 28/4, kết quả xổ số Vietlott Mega Chủ nhật 28/4/2024. xổ số Mega 645 hôm nay

​​​​​​​Vietlott 28/4 - Vietlott Mega 6/45 28/4. Trực tiếp nhanh nhất kết quả xổ số Vietlott Mega hôm nay 28/4/2024. XS Vietlott 655 hom nay.
XSMN 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay Chủ nhật 28/4/2024. xổ số hôm nay 28/4

XSMN 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay Chủ nhật 28/4/2024. xổ số hôm nay 28/4

XSMN 28/4 - xổ số hôm nay 28/4. kết quả xổ số miền Nam 28/4/2024. kết quả xổ số ngày 28 tháng 4. xổ số miền Nam chủ nhật. SXMN 28/4
XSMT 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay Chủ Nhật ngày 28/4/2024. SXMT 28/4/2024

XSMT 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay Chủ Nhật ngày 28/4/2024. SXMT 28/4/2024

XSMT 28/4 - trực tiếp xổ số miền Trung 28/4/2024. kết quả xổ số miền Trung hôm nay. xổ số miền Trung chủ nhật. xổ số hôm nay 28/4. SXMT 28/4
XSMB 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay Chủ Nhật 28/4/2024. dự đoán XSMB 28/4/2024

XSMB 28/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay Chủ Nhật 28/4/2024. dự đoán XSMB 28/4/2024

XSMB 28/4 - trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc 28/4/2024. kết quả xổ số ngày 28 tháng 4. xổ số hôm nay 28/4. dự đoán xổ số miền bắc chủ nhật. SXMB 28/4. ...
XSMN 27/4, kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ 7 ngày 27/4/2024. xổ số hôm nay 27/4/2024. xổ số ngày 27 tháng 4

XSMN 27/4, kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ 7 ngày 27/4/2024. xổ số hôm nay 27/4/2024. xổ số ngày 27 tháng 4

XSMN 27/4 - Trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay 27/4/2024. kết quả xổ số hôm nay ngày 27 tháng 4. XSMN thứ 7. xổ số hôm nay 27/4. SXMN 27/4.
XSMT 27/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay thứ Bảy ngày 27/4/2024. SXMT 27/4/2024

XSMT 27/4, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay thứ Bảy ngày 27/4/2024. SXMT 27/4/2024

XSMT 27/4 - xổ số hôm nay 27/4. trực tiếp kết quả xổ số miền Trung 27/4/2024. Kết quả xổ số ngày 6 tháng 4. xổ số miền Trung thứ 7. SXMT 27/4
Phiên bản di động