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

XSHCM 11/5, trực tiếp kết quả xổ số TP Hồ Chí Minh hôm nay 11/5/2024. XSHCM thứ 7

XSHCM 11/5, trực tiếp kết quả xổ số TP Hồ Chí Minh hôm nay 11/5/2024. XSHCM thứ 7

XSHCM 11/5 - Trực tiếp kết quả xổ số TP Hồ Chí Minh hôm nay - XSHCM 11/5/2024. xổ số thành phố. kết quả xổ số Hồ Chí Minh ngày ...
Vietlott 11/5, kết quả xổ số Vietlott Power thứ 7 ngày 11/5/2024. xổ số Power 655 hôm nay

Vietlott 11/5, kết quả xổ số Vietlott Power thứ 7 ngày 11/5/2024. xổ số Power 655 hôm nay

Vietlott 11/5 - Vietlott Power 11/5. Trực tiếp kết quả xổ số Vietlott hôm nay thứ 7 ngày 11/5/2024. xo so Vietlott 655 hôm nay. xs Power hom nay.
XSHG 11/5, trực tiếp kết quả xổ số Hậu Giang hôm nay 11/5/2024. KQXSHG thứ 7

XSHG 11/5, trực tiếp kết quả xổ số Hậu Giang hôm nay 11/5/2024. KQXSHG thứ 7

XSHG 11/5 - Trực tiếp kết quả xổ số Hậu Giang hôm nay - XSHG 11/5/2024. Ket qua xo so Hau Giang. kết quả xổ số Hậu Giang ngày 11 ...
XSLA 11/5, trực tiếp kết quả xổ số Long An hôm nay 11/5/2024 - KQXSLA thứ 7

XSLA 11/5, trực tiếp kết quả xổ số Long An hôm nay 11/5/2024 - KQXSLA thứ 7

XSLA 11/5 - Trực tiếp kết quả xổ số Long An hôm nay - XSLA 11/5/2024. ket qua xo so Long An. KQXSLA thứ 7. kết quả xổ số Long ...
XSBP 11/5, Trực tiếp kết quả xổ số Bình Phước hôm nay 11/5/2024 - KQXSBP thứ 7

XSBP 11/5, Trực tiếp kết quả xổ số Bình Phước hôm nay 11/5/2024 - KQXSBP thứ 7

XSBP 11/5 - Trực tiếp kết quả xổ số Bình Phước hôm nay - XSBP 11/5/2024. Ket qua xo so Binh Phuoc. kết quả xổ số Bình Phước ngày 11 ...
Trao Huân chương Hữu nghị  tặng Hạ nghị sĩ Grzegorz Bernard Napieralski, Chủ tịch Nhóm Nghị sĩ hữu nghị Ba Lan-Việt Nam

Trao Huân chương Hữu nghị tặng Hạ nghị sĩ Grzegorz Bernard Napieralski, Chủ tịch Nhóm Nghị sĩ hữu nghị Ba Lan-Việt Nam

Phần thưởng cao quý là sự ghi nhận của Nhà nước Việt Nam đối với những đóng góp của cá nhân Chủ tịch Grzegorz Napieralski và Nhóm Nghị sĩ hữu ...
Thi lớp 10 tại Hà Nội: Điểm danh những trường công lập có tỉ lệ chọi thấp nhất

Thi lớp 10 tại Hà Nội: Điểm danh những trường công lập có tỉ lệ chọi thấp nhất

Hà Nội vừa công bố số học sinh đăng ký dự tuyển vào lớp 10 của các trường THPT công lập không chuyên năm nay.
Bộ GD&ĐT lên tiếng vụ hơn 56.000 chứng chỉ IELTS bị cấp sai

Bộ GD&ĐT lên tiếng vụ hơn 56.000 chứng chỉ IELTS bị cấp sai

Chiều 9/5, Bộ GD&ĐT thông tin về hướng xử lý đối với các chứng chỉ IELTS cấp sai quy định trong năm 2022.
PGS. TS. Chu Cẩm Thơ: Người trẻ chỉ có thể làm chủ công nghệ nếu mục tiêu và cách dạy thay đổi

PGS. TS. Chu Cẩm Thơ: Người trẻ chỉ có thể làm chủ công nghệ nếu mục tiêu và cách dạy thay đổi

Học sinh chỉ có thể làm chủ được việc học, chủ động tiếp cận công nghệ nếu mục tiêu giáo dục thay đổi, cách dạy thay đổi.
Hà Nội: Lý do khoảng 23.000 học sinh không dự kỳ thi lớp 10 công lập?

Hà Nội: Lý do khoảng 23.000 học sinh không dự kỳ thi lớp 10 công lập?

Năm nay, có khoảng 23.000 học sinh tốt nghiệp THCS tại Hà Nội không dự kỳ thi lớp 10 công lập.
'Cần thực chất trong giáo dục để tạo ra những công dân trẻ có tư duy sáng tạo và phản biện'

'Cần thực chất trong giáo dục để tạo ra những công dân trẻ có tư duy sáng tạo và phản biện'

Giáo dục - đào tạo phải lấy yêu cầu thực tế cuộc sống và đòi hỏi của nghề nghiệp tương lai làm thước đo cho xây dựng nội dung học tập.
Hà Nội sẽ xử lý nghiêm việc vận động học sinh không thi lớp 10 công lập

Hà Nội sẽ xử lý nghiêm việc vận động học sinh không thi lớp 10 công lập

Thi vào lớp 10 công lập là quyền lợi hợp pháp của học sinh, không ai có quyền ngăn cản việc đăng ký dự thi của các em.
Điều kiện nghỉ hưu sớm đối với lao động nữ mới nhất

Điều kiện nghỉ hưu sớm đối với lao động nữ mới nhất

Xin hỏi hiện nay điều kiện nghỉ hưu sớm đối với lao động nữ được quy định như thế nào? - Độc giả Tường Vy
Thủ tục cấp thẻ căn cước từ ngày 1/7/2024

Thủ tục cấp thẻ căn cước từ ngày 1/7/2024

Theo đó, thủ tục cấp thẻ căn cước theo Điều 23 Luật Căn cước 2023. Mời độc giả tham khảo bài viết dưới đây.
Quy định về sử dụng giấy phép lái xe đã được xác thực trên VNeID từ ngày 1/6/2024

Quy định về sử dụng giấy phép lái xe đã được xác thực trên VNeID từ ngày 1/6/2024

Cho tôi hỏi việc sử dụng giấy phép lái xe đã được xác thực trên VNeID từ ngày 1/6/2024 được quy định thế nào? - Độc giả Bảo Đức
Tiêu chuẩn trang phục của sĩ quan công an mới nhất

Tiêu chuẩn trang phục của sĩ quan công an mới nhất

Tôi muốn biết tiêu chuẩn trang phục của sĩ quan công an nhân được quy định như thế nào? – Độc giả Ngọc Thơ
Câu chuyện hướng nghiệp: Đâu là chìa khoá cho sự thay đổi?

Câu chuyện hướng nghiệp: Đâu là chìa khoá cho sự thay đổi?

Trong các buổi tư vấn hướng nghiệp, một trong những băn khoăn thường gặp của các bạn học sinh THPT là sự lo ngại về mối đe dọa ngành nghề tương lai bị thay đổi.
Hướng dẫn cách tra cứu mã số thuế cá nhân online bằng CCCD năm 2024

Hướng dẫn cách tra cứu mã số thuế cá nhân online bằng CCCD năm 2024

Xin cho tôi hỏi dùng CCCD để tra cứu mã số thuế cá nhân online có được không? - Độc giả Thảo Chi
Vietlott 11/5, kết quả xổ số Vietlott Power thứ 7 ngày 11/5/2024. xổ số Power 655 hôm nay

Vietlott 11/5, kết quả xổ số Vietlott Power thứ 7 ngày 11/5/2024. xổ số Power 655 hôm nay

Vietlott 11/5 - Vietlott Power 11/5. Trực tiếp kết quả xổ số Vietlott hôm nay thứ 7 ngày 11/5/2024. xo so Vietlott 655 hôm nay. xs Power hom nay.
XSMB 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay thứ 7 ngày 11/5/2024. dự đoán XSMB 11/5/2024

XSMB 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay thứ 7 ngày 11/5/2024. dự đoán XSMB 11/5/2024

XSMB 11/5 - Trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc 11/5/2024. xổ số hôm nay 11/5. dự đoán xổ số miền Bắc thứ 7. kết quả xổ số ngày 20 tháng 4. SXMB 11/5
XSMT 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay thứ Bảy ngày 11/5/2024. SXMT 11/5/2024

XSMT 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Trung hôm nay thứ Bảy ngày 11/5/2024. SXMT 11/5/2024

XSMT 11/5 - Kết quả xổ số ngày 11 tháng 5. SXMT 11/5. trực tiếp kết quả xổ số miền Trung 11/5/2024. xổ số hôm nay 11/5. xổ số miền Trung thứ 7.
XSMN 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ Bảy 11/5/2024. xổ số hôm nay 11/5

XSMN 11/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ Bảy 11/5/2024. xổ số hôm nay 11/5

XSMN 11/5 - kết quả xổ số ngày 11 tháng 5. trực tiếp xổ số miền Nam 11/5/2024. xổ số miền Nam thứ 7. xo so mien nam. SXMN 11/5/2024. xổ số hôm nay 11/5.
XSMN 10/5, kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ 6 ngày 10/5/2024. xổ số ngày 10 tháng 5. xổ số hôm nay 10/5/2024

XSMN 10/5, kết quả xổ số miền Nam hôm nay thứ 6 ngày 10/5/2024. xổ số ngày 10 tháng 5. xổ số hôm nay 10/5/2024

XSMN 10/5 - SXMN 10/5. trực tiếp kết quả xổ số miền Nam hôm nay 10/5/2024. xo so mien nam. kết quả xổ số ngày 10 tháng 5. xổ số hôm nay 10/5.
XSMB 10/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay thứ 6 ngày 10/5/2024. dự đoán XSMB 10/5/2024

XSMB 10/5, trực tiếp kết quả xổ số miền Bắc hôm nay thứ 6 ngày 10/5/2024. dự đoán XSMB 10/5/2024

XSMB 10/5 - Trực tiếp xổ số miền Bắc 10/5/2024. xổ số hôm nay 10/5. kết quả xổ số miền Bắc hôm nay. dự đoán xổ số miền Bắc thứ 6. SXMB 10/5
Phiên bản di động