Phương pháp mới có thể biến thuốc tiêm tĩnh mạch thành thuốc viên

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications, nhóm nghiên cứu do Mark Smith, giám đốc khoa hóa dược tại Sarafan ChEM-H thuộc Đại học Stanford, đứng đầu đã tạo ra một thẻ phân tử nhỏ có thể khiến thuốc thường được dùng qua đường tĩnh mạch sẽ có hiệu quả như thuốc viên uống.

Nó cũng giúp thuốc viên có hiệu quả hơn ngay cả khi dùng ở liều thấp hơn. Thông qua các thử nghiệm ban đầu trên chuột, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng, phiên bản paclitaxel đường uống của họ, một trong những loại thuốc hóa trị được kê đơn nhiều nhất cho nhiều dạng ung thư phổ biến, có hiệu quả tốt hơn liều IV thông thường.

"Với chiến lược này, chúng ta có thể đẩy nhanh nhiều loại thuốc mới thông qua các phòng khám", Smith cho biết. James Dickerson, bác sĩ chuyên khoa ung thư tại Stanford, chuyên về chăm sóc bệnh ung thư vú vàcông bằng trong chăm sóc y tế, cho biết. "Tác động của thuốc paclitaxel uống không gây độc hại và hiệu quả mang lại có thể rất lớn. Nó có thể giúp bệnh nhân trên toàn cầu cảm thấy dễ chịu hơn và giúp những bệnh nhân mắc các loại ung thư phổ biến nhất có thể tiếp cận được các dịch vụ chăm sóc y tế dễ dàng hơn".

Sau khi bệnh nhân uống loại thuốc viên này, nó sẽ tan trong dạ dày, giải phóng các phân tử thuốc được đóng gói bên trong. Sau đó, các phân tử này được hấp thụ vào thành dạ dày hoặc ruột và đi vào mạch máu. Khi đã vào mạch máu, các phân tử thuốc sẽ di chuyển đến các cơ quan cần chúng. Tại đó, chúng đi qua màng tế bào và vào bên trong các tế bào và sẽ thực hiện các nhiệm vụ công việc của chúng. Thông thường, thuốc “hoạt động” bằng cách tự đi vào các túi cụ thể bên trong các protein cụ thể và ngăn chặn các protein thực hiện nhiệm vụ của nó.

Kết quả sinh khả dụng của thuốc khá thấp, khoảng 20%, lý do này có thể gây ngạc nhiên bởi đó là do dầu và nước không hòa trộn nhau. Để hoàn thành các bước di chuyển cuối cùng trong hành trình này-đi qua màng tế bào và lọt vào túi protein của chúng-nhiều loại thuốc cần phải “ưa chất béo” hoặc hòa tan trong dầu. Nhưng để hoàn thành các bước đầu tiên của hành trình-tạo thành viên thuốc và hòa tan trong dạ dày-thuốc cần phải hòa tan trong nước. Đây là vấn đề trọng tâm chính của khả sinh học: Thuốc cần phải hòa tan cả trong nước và trong dầu.

Đôi khi, bệnh nhân chỉ cần một lượng nhỏ thuốc đi vào trong máu để có tác dụng cho nên chỉ cần có khả năng hòa tan ít trong nước là được. Nhưng đôi khi, bệnh nhân cần phải đáp ứng các yêu cầu về phân bổ thuốc cao hơn. Trong trường hợp này, họ có thể cần uống nhiều viên thuốc với tần suất nhiều lần trong ngày hoặc họ cần truyền thuốc qua đường tĩnh mạch để có đủ lượng thuốc vào trong máu.

Hầu hết các nhà phát triển thuốc đều áp dụng một trong hai chiến lược sau để giúp cho thuốc dễ tan trong dầu và tan nhiều hơn trong nước. Chiến lược thứ nhất là, họ bào chế thuốc trong hỗn hợp các phân tử khác nhưng họ sẽ phải tùy chỉnh "hỗn hợp" đối với từng loại thuốc mới. Chiến lược thứ hai, họ tạo ra một "tiền chất thuốc", bao gồm việc bổ sung thêm một thẻ hóa học nhỏ vào phân tử thuốc của họ. Thách thức là thẻ này cần phải bám chặt trong khoảng thời gian vừa đủ cho thuốc đi vào máu. Nếu nó tách rời ra quá sớm, thuốc sẽ không tan trong dạ dày và sẽ không bao giờ được ruột hấp thụ những nếu thẻ không bao giờ tách rời ra, thuốc sẽ không thể đi vào túi protein của nó.

Hai phương pháp này khá phức tạp, tốn thời gian và tốn kém, điều đó có nghĩa là các nhà khoa học cần có một phân tử có thể biến đổi thành thuốc và sẽ phải mất nhiều năm nghiên cứu để cố gắng biến nó thành thứ mà bệnh nhân có thể nuốt được. Hai bác sĩ lâm sàng đã cùng lúc liên hệ với Smith để nhờ ông trợ giúp bởi họ thất vọng vì không thể hòa tan hai loại thuốc được FDA chấp thuận trong bất kỳ chất lỏng nào - bước cần thiết trong nghiên cứu của họ.

Smith, chuyên gia phát triển thuốc tại Roche trước khi làm lãnh đạo nhóm hóa dược tại Sarafan ChEM-H vào năm 2013, đã nhìn ra cách tiềm năng có thể giải quyết các vấn đề khó giải về độ hòa tan của thuốc thấp này trong phòng thí nghiệm và lâm sàng. Ông nghĩ rằng ông có thể phát triển một thẻ tiền chất đơn giản có thể khiến bất kỳ loại thuốc nào được gắn vào nó sẽ hòa tan trong nước và sau đó tự tách rơi ra đúng thời điểm cần thiết. Để làm được điều đó, ông đã thiết kế thẻ này có đặc tính hóa học có thể giải quyết dầu mỡ giống xà phòng và ông đã chế tạo thẻ này để làm sao nó chỉ bị tách ra ra bởi các enzyme nằm trên các tế bào lót dạ dày và ruột. Ngay khi tiền chất được hấp thụ, thẻ giống như xà phòng này sẽ được đẩy tách ra và tiền chất hòa tan trong nước chuyển thành thuốc hòa tan trong dầu. Ông gọi thẻ mới này là "sol-moiety" và hy vọng rằng nó sẽ giúp cho các loại thuốc không hòa tan sẽ có hiệu quả như thuốc viên.

Một trong những loại thuốc đầu tiên được nhóm nghiên cứu đưa vào thử nghiệm là vemurafenib - loại thuốc điều trị u hắc tố rất khó tan trong nước.  Vì nó không tan được cho nên bệnh nhân phải dùng bốn viên thuốc lớn với tần suất hai lần một ngày và chỉ hấp thụ được một lượng nhỏ. Độ tan của thuốc thấp đến mức một số bệnh nhân không đáp ứng được liệu pháp này.

Kết quả thật ấn tượng. Việc thêm sol-moiety vào vemurafenib đã làm tăng vọt khả sinh học của thuốc từ gần bằng 0 lên 100%. Điều này có nghĩa là việc thêm một loại hóa chất nhỏ có thể khiến thuốc điều trị u hắc tố trở nên hiệu quả hơn cho nhiều bệnh nhân hơn với liều lượng thấp hơn đáng kể.

Với tham vọng lớn hơn, nhóm nghiên cứu thực hiện thử nghiệm thuốc Paclitaxel, thường được bán dưới tên thương hiệu Taxol, là một trong những loại thuốc hóa trị được kê đơn rộng rãi nhất và được sử dụng để điều trị nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư vú, ung thư buồng trứng và ung thư phổi. Hơn một triệu bệnh nhân đã được điều trị bằng loại thuốc này trong 30 năm qua. Loại thuốc này cũng gần như không tan trong nước và chỉ tan trong hỗn hợp có chứa dầu thầu dầu, nghĩa là thuốc chỉ có thể được truyền tĩnh mạch. Tuy nhiên, nhiều bệnh nhân có phản ứng phụ với dầu thầu dầu, cho nên họ thường phải được truyền tĩnh mạch steroid trước khi truyền hóa chất kéo dài hàng giờ. Việc cần phải truyền tĩnh mạch này cũng có nghĩa là bệnh nhân cần phải đến trung tâm y tế để được điều trị, hạn chế khả năng tiếp cận loại thuốc này trên toàn cầu.

Paclitaxel đường uống là thử nghiệm cuối cùng của nhóm nghiên cứu về thẻ sol-moiety của họ. Trong mô hình chuột mắc bệnh ung thư tuyến tụy, paclitaxel đường uống đã được biến đổi, hiện đã tan trong nước, có hiệu quả tốt hơn liều IV thông thường. Đây là báo cáo đầu tiên về tiền chất paclitaxel đường uống hiệu quả. Điều quan trọng là cho đến nay các nhà nghiên cứu vẫn chưa thấy bất kỳ độc tính nào liên quan đến thẻ sol-moiety của họ. Smith cho biết: "Điều này có thể giúp chohàng triệu bệnh nhân trên khắp thế giới tiếp nhận hóa trị. Họ sẽ có thể chăm sóc y tế tại nhà, không phải truyền dịch lâu hoặc không phải dùng steroid".

Những kết quả này vẫn còn ở giai đoạn đầu và chỉ mới được thử nghiệm trên chuột. Với những kết quả này, nhóm nghiên cứu hy vọng rằng điều này cũng có thể cải thiện hiệu quả của thuốc ở người, đồng thời cũng giảm chi phí điều trị.