Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Ấn Độ (IISc) đã phát triển thành công một loại nanozyme nhân tạo gốc kim loại có khả năng được sử dụng để ngăn chặn tình trạng đông máu bất thường do các tình trạng như huyết khối tắc mạch phổi (pulmonary thromboembolism - PTE) gây ra. Công trình này được đăng tải trên tạp chí Angewandte Chemie International Edition.

Trong điều kiện bình thường, khi mạch máu bị tổn thương, các tế bào máu chuyên biệt gọi là tiểu cầu sẽ được kích hoạt và tập trung lại xung quanh mạch máu để hình thành các cục máu đông bảo vệ. Quá trình này, được gọi là chuỗi đông máu (hemostasis), bao gồm một loạt các tương tác protein phức tạp được kích hoạt bởi tín hiệu từ các tác nhân sinh lý học như collagen và thrombin.

Tuy nhiên, khi những tín hiệu này bị rối loạn trong các tình trạng như bệnh PTE hoặc các bệnh lý khác như COVID-19, stress oxy hóa và làm tăng mức độ ROS, dẫn đến sự kích hoạt quá mức của tiểu cầu. Điều này kích hoạt quá trình hình thành cục máu đông dư thừa trong mạch máu, góp phần gây ra chứng huyết khối, một nguyên nhân chính gây bệnh tật và tử vong.

Để giải quyết thách thức này, nhóm nghiên cứu do Giáo sư G Mugesh, giảng viên tại Khoa Hóa học Vô cơ và Hóa học Vật lý - Viện Khoa học Ấn Độ, đã phát triển các vật liệu nano mô phỏng hoạt động của các enzyme chống oxy hóa tự nhiên, có khả năng loại bỏ các phân tử ROS.

Những “nanozyme” này hoạt động bằng cách kiểm soát mức độ ROS, từ đó ngăn ngừa sự kích hoạt quá mức của tiểu cầu, dẫn đến hình thành cục máu đông hoặc huyết khối dư thừa.

Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp các vật liệu nano hoạt động oxy hóa khử với các kích thước, hình dạng và cấu trúc khác nhau thông qua một loạt các phản ứng hóa học kiểm soát, bắt đầu từ các đơn phân tử nhỏ. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã tách tiểu cầu từ máu người, kích hoạt chúng bằng các tác nhân sinh lý học và thử nghiệm đánh giá hiệu quả của các nanozyme khác nhau trong việc ngăn ngừa sự kết tụ tiểu cầu dư thừa.

Nhóm nghiên cứu phát hiện rằng các nanozyme hình cầu của vanadi pentoxide (V₂O₅) cho hiệu quả tốt nhất - vật liệu này mô phỏng một enzyme chống oxy hóa tự nhiên giúp giảm stress oxy hóa, chúng thường được gọi là glutathione peroxidase .

“Thật khó để tạo được dạng tinh khiết của nanozyme chỉ có trạng thái oxy hóa +5 của oxit vanadi . Điều này rất quan trọng vì trạng thái oxy hóa +4 gây độc cho tế bào”, Sherin giải thích.

Mugesh cho biết thêm: “Tính chất hóa học độc đáo của kim loại vanadi đóng vai trò quan trọng vì các phản ứng oxy hóa khử làm giảm mức ROS diễn ra trên bề mặt của vật liệu nano vanadi”.

Nhóm nghiên cứu đã tiêm nanozyme vào mô hình chuột mắc bệnh PTE và phát hiện rằng nó làm giảm đáng kể tình trạng huyết khối và tăng tỷ lệ sống sót của động vật. Họ cũng quan sát trọng lượng, hành vi và các thông số máu của động vật trong vòng năm ngày sau khi tiêm nanozyme và không phát hiện bất kỳ tác dụng phụ độc hại.

Thuốc chống tiểu cầu nhắm vào huyết khối đôi khi có tác dụng phụ như tăng chảy máu. “Khác với các loại thuốc chống tiểu cầu thông thường gây trở ngại cho quá trình cầm máu sinh lý, các nanozyme điều chỉnh tín hiệu oxy hóa khử và không gây trở ngại cho quá trình đông máu bình thường. Điều này có nghĩa là chúng sẽ không gây ra các biến chứng chảy máu, một mối lo ngại lớn với các liệu pháp hiện tại”, tác giả Bidare N SharathBabu cho biết.

Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch khám phá hiệu quả của nanozyme trong việc ngăn ngừa đột quỵ thiếu máu cục bộ do bệnh tắc nghẽn mạch máu gây ra. Mugesh cho biết: “Chúng tôi hy vọng vào các nghiên cứu lâm sàng ở người vì chúng tôi đã thực hiện các thí nghiệm với tiểu cầu của người và chúng đã có hiệu quả”.

Nguồn: https://phys.org/news/2025-06-nanozyme-excess-clotting.html
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202503737