Bảo quản thuốc ngoài tủ lạnh nhờ có hydrogel
Nhiều loại thuốc cần được bảo quản trong tủ lạnh nếu không sẽ mất tác dụng. Tuy nhiên, các nhà khoa học Anh đã phát triển được một phương pháp mới phủ gel cứng bên ngoài thuốc dựa vào protein, giúp kéo dài tuổi thọ của thuốc trong điều kiện nhiệt độ phòng.
Thuốc không được bảo quản đúng cách, sẽ bị hỏng và không an toàn khi sử dụng. Ví dụ, tiếp xúc với nhiệt độ cao có thể phá vỡ các liên kết hóa học duy trì hình dạng của phân tử thuốc, làm gián đoạn chức năng của nó. Đối với một số loại thuốc, hành động lắc có thể khiến cho các phân tử thuốc kết tụ lại với nhau, làm giảm hiệu quả sử dụng. Vì thế, nhóm nghiên cứu của Matthew Gibson tại Đại học Manchester ở Anh đã nỗ lực giải quyết những thách thức này trong gần 15 năm.
Nhóm nghiên cứu đã đưa ra phương pháp xử lý các loại thuốc dựa trên protein theo cách đơn giản và thiết thực hơn. Họ đã trộn protein với các thành phần gel để tạo nên một cấu trúc cứng màu trắng có thể nạp vào ống tiêm. Ở dạng này, các protein thường cần được làm lạnh ở nhiệt độ -20°C, có thể chịu được nhiệt độ cao tới 50°C và vẫn hoạt động trong những điều kiện này trong tối đa bốn tuần.
Hydrogel có được độ cứng là nhờ các phân tử nhỏ kết hợp thành chuỗi lớn, sau đó bị phá vỡ do lực tác dụng. Trong ống tiêm, nhấn pít tông xuống sẽ phá vỡ liên kết phân tử, biến hỗn hợp gel và protein thành chất lỏng. Phần hydrogel còn sót lại quá nhiều, không thể lọt vào kim tiêm nên chỉ còn thuốc rời khỏi ống tiêm.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã chỉ ra cách hydrogel hoạt động để lưu trữ hai loại protein có giá trị gồm có: insulin dùng để điều trị bệnh tiểu đường và beta-galactosidase, loại enzyme có nhiều ứng dụng trong công nghệ sinh học và khoa học đời sống.
Thông thường, insulin phải được giữ bảo quản lạnh và tĩnh, vì đun nóng hoặc lắc có thể khiến insulin mất đi hiệu quả điều trị. Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra hiệu quả của hydrogel đối với insulin bằng cách làm ấm mẫu ở nhiệt độ 25°C và lắc chúng với tốc độ 600 vòng/phút. Sau khi các thử nghiệm hoàn tất, nhóm nghiên cứu có thể thu hồi toàn bộ lượng insulin từ hydrogel, cho thấy nó đã được bảo vệ khỏi quá trình xử lý thô.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các mẫu beta-galactosidase trong hydrogel, được bảo quản ở nhiệt độ 50°C trong bảy ngày. Sau khi enzyme được chiết xuất từ hydrogel, nhóm nghiên cứu nhận thấy nó vẫn duy trì 97% chức năng so với mẫu mới được bảo quản ở nhiệt độ bình thường.
Trong thử nghiệm thứ ba, các mẫu protein lơ lửng trong hydrogel được vận chuyển giữa các địa điểm trong hai ngày. Khi mẫu được chuyển đến đích, phân tích cho thấy cấu trúc gel vẫn còn nguyên vẹn và các protein hoàn toàn bị ngăn cản việc kết tụ.
Theo Alex Brogan, đồng tác giả nghiên cứu, mặc dù các phương pháp tại lab có thể giữ protein ổn định lâu hơn, nhưng phương pháp này phù hợp hơn khi tách rời khỏi phòng thí nghiệm và đưa đến phòng khám. Phương pháp mới bảo quản thuốc sẽ mang lại lợi ích to lớn cho các quốc gia và khu vực nơi kho lạnh bảo quản rất hiếm và cực kỳ đắt đỏ. Nếu phương pháp có hiệu quả với vắc-xin dựa trên protein, sẽ giúp ngăn ngừa bệnh tật theo cách công bằng hơn.
Các tác giả tin rằng hydrogel có thể được sản xuất trên quy mô công nghiệp, nhưng họ muốn nghiên cứu thêm về tuổi thọ và độ an toàn của hydrogel. Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng hy vọng có thể sử dụng hydrogel để bảo quản vắc xin. Tuy nhiên, trước mắt, phương pháp này cũng có thể được sử dụng để lưu trữ, vận chuyển và quản lý semaglutide, loại thuốc dùng để điều trị bệnh tiểu đường và béo phì.
