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

Hiếu Phan
Theo dõi TGVN trên
Baoquocte.vn. 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.
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

Sàn giao dịch tiền điện tử Mỹ bị tấn công, hơn 150 triệu USD 'bốc hơi'

Sàn giao dịch tiền điện tử Mỹ bị tấn công, hơn 150 triệu USD 'bốc hơi'

Baoquocte.vn. Sàn giao dịch tiền điện tử BitMart bị tin tặc đã đánh cắp ít nhất 150 triệu USD, cho rằng hành vi trên là 'vi phạm an ninh quy mô ...
TP. Hồ Chí Minh: Kiểm tra học kỳ I vào thời gian nào?

TP. Hồ Chí Minh: Kiểm tra học kỳ I vào thời gian nào?

Baoquocte.vn. Các trường trung học tại TP. Hồ Chí Minh sẽ tổ chức kiểm tra Học kì I trong khoảng thời gian từ ngày 10/1/2022 đến hết ngày 22/1/2022.
An ninh mạng: Nga-Mỹ bắt tay, Liên hợp quốc lập tức 'gật đầu'

An ninh mạng: Nga-Mỹ bắt tay, Liên hợp quốc lập tức 'gật đầu'

Baoquocte.vn. Đại hội đồng Liên hợp quốc thông qua, mà không cần biểu quyết, một nghị quyết do Nga và Mỹ cùng đề xuất liên quan an ninh mạng.
Bạn đã biết sử dụng dao, dĩa và thìa trên bàn tiệc để trở thành người quý phái?

Bạn đã biết sử dụng dao, dĩa và thìa trên bàn tiệc để trở thành người quý phái?

Baoquocte.vn. Trên bàn tiệc, chúng ta cần lưu ý những điều gì khi sử dụng dao, dĩa và thìa để vừa thưởng thức một bữa ăn ngon, vừa thể hiện sự ...
Hội đồng Bảo an kêu gọi không tấn công và sử dụng trường học, cơ sở giáo dục vào mục đích quân sự

Hội đồng Bảo an kêu gọi không tấn công và sử dụng trường học, cơ sở giáo dục vào mục đích quân sự

Baoquocte.vn. Đại sứ Phạm Hải Anh cho rằng vấn đề trẻ em phải được coi là trung tâm của các nỗ lực xây dựng hòa bình và ngăn ngừa xung đột ...
Hoa hậu Thế giới 2021: Đỗ Thị Hà lọt top 13 phần thi Top Model

Hoa hậu Thế giới 2021: Đỗ Thị Hà lọt top 13 phần thi Top Model

Baoquocte.vn. Fanpage chính thức cuộc thi Hoa hậu Thế giới 2021 thông báo đại diện Việt Nam Đỗ Thị Hà vượt qua 123 thí sinh, lọt top 13 phần thi Top ...
Hội đồng Bảo an nghe trao đổi về bất ổn gia tăng tại miền Đông CHDC Congo

Hội đồng Bảo an nghe trao đổi về bất ổn gia tăng tại miền Đông CHDC Congo

Baoquocte.vn. Phát biểu tại cuộc họp, Đại sứ Phạm Hải Anh bày tỏ lo ngại về tình hình nhân đạo và kêu gọi tăng cường hỗ trợ cho Quỹ nhân đạo ...
Miss Universe 2021: Các thí sinh khoe dáng với trang phục áo tắm

Miss Universe 2021: Các thí sinh khoe dáng với trang phục áo tắm

Baoquocte.vn. Kim Duyên cùng các người đẹp Miss Universe 2021 chụp hình với bikini và tham gia các hoạt động trên biển Đỏ ở Eilat, Israel.
Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2021: Tuổi Dậu thu nhập cao

Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2021: Tuổi Dậu thu nhập cao

Baoquocte.vn. Tử vi hôm nay ngày 8/12/2021 của 12 con giáp - tuổi Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất và Hợi về công việc, tài lộc,...
Vietlott 7/12, kết quả xổ số Vietlott Power hôm nay 7/12/2021. xổ số Power

Vietlott 7/12, kết quả xổ số Vietlott Power hôm nay 7/12/2021. xổ số Power

Baoquocte.vn. Vietlott 7/12. Cập nhật trực tiếp kết quả xổ số Vietlott hôm nay 7/12/2021 từ trường quay tầng 19, tòa nhà VTC số 23 Lạc Trung, Hà Nội.
TP. Hồ Chí Minh: Kiểm tra học kỳ I vào thời gian nào?

TP. Hồ Chí Minh: Kiểm tra học kỳ I vào thời gian nào?

Baoquocte.vn. Các trường trung học tại TP. Hồ Chí Minh sẽ tổ chức kiểm tra Học kì I trong khoảng thời gian từ ngày 10/1/2022 đến hết ngày 22/1/2022.
Học sinh trở lại trường: Hãy làm giảm nhẹ nỗi sợ hãi về kỳ thi ở các em

Học sinh trở lại trường: Hãy làm giảm nhẹ nỗi sợ hãi về kỳ thi ở các em

Baoquocte.vn. Đề cập chuyện học sinh trở lại trường, PGS. TS. Trần Thành Nam cho rằng, đừng tập trung vào kiến thức, hãy làm giảm nhẹ nỗi sợ hãi về kỳ thi.
Nguyễn Hoàng Khánh: Chiến thắng tại Đường lên đỉnh Olympia là bước đệm để chinh phục đỉnh núi cao hơn

Nguyễn Hoàng Khánh: Chiến thắng tại Đường lên đỉnh Olympia là bước đệm để chinh phục đỉnh núi cao hơn

Baoquocte.vn. Quán quân Đường lên đỉnh Olympia Nguyễn Hoàng Khánh coi chiến thắng của mình tại cuộc thi là một bước đệm tuyệt vời...
Hà Nội: Sáng nay, học sinh lớp 12 đến trường vui như 'ngày đầu tiên đi học'

Hà Nội: Sáng nay, học sinh lớp 12 đến trường vui như 'ngày đầu tiên đi học'

Baoquocte.vn. Sáng nay, ước tính có hàng chục nghìn học sinh lớp 12 ở Hà Nội đến trường. Nhiều em có cảm xúc như 'ngày đầu tiên đi học'
Tỷ phú giàu nhất thế giới dưới 30 tuổi từng thấy trường học quá nhàm chán

Tỷ phú giàu nhất thế giới dưới 30 tuổi từng thấy trường học quá nhàm chán

Baoquocte.vn. Tỷ phú giàu nhất thế giới dưới 30 tuổi Bankman-Fried từng cảm thấy trường học quá nhàm chán.
Hà Nội chỉ cho học sinh lớp 12 học trực tiếp tại trường

Hà Nội chỉ cho học sinh lớp 12 học trực tiếp tại trường

Baoquocte.vn. Theo Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội, chỉ học sinh lớp 12 các trường THPT, Trung tâm giáo dục-Trung tâm giáo dục nghề nghiệp đi học trực tiếp.
Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2021: Tuổi Dậu thu nhập cao

Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 8/12/2021: Tuổi Dậu thu nhập cao

Baoquocte.vn. Tử vi hôm nay ngày 8/12/2021 của 12 con giáp - tuổi Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất và Hợi về công việc, tài lộc,...
Lịch âm 8/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Tư ngày 8/12/2021 tốt hay xấu?

Lịch âm 8/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Tư ngày 8/12/2021 tốt hay xấu?

Baoquocte.vn. Lịch âm 8/12. âm lịch hôm nay 8/12. Xem âm lịch hôm nay ngày 8/12/2021 tốt hay xấu? Lịch vạn niên ngày 8 tháng 12 năm 2021 hôm nay.
Covid-19 sáng 7/12: Nghệ An có số ca mắc cao nhất mùa dịch, Hải Phòng, Hà Nội khẩn cấp tìm người liên quan đến ổ dịch 'nóng'

Covid-19 sáng 7/12: Nghệ An có số ca mắc cao nhất mùa dịch, Hải Phòng, Hà Nội khẩn cấp tìm người liên quan đến ổ dịch 'nóng'

Baoquocte.vn. TP. Hồ Chí Minh ngừng giải thể bệnh viện dã chiến để ứng phó biến chủng Omicron, số trẻ em mắc Covid-19 nặng ngày càng tăng.
Lịch âm 7/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Ba ngày 7/12/2021 tốt hay xấu?

Lịch âm 7/12, Xem âm lịch hôm nay Thứ Ba ngày 7/12/2021 tốt hay xấu?

Baoquocte.vn. Lịch âm 7/12. âm lịch hôm nay 7/12. Xem âm lịch hôm nay ngày 7/12/2021 tốt hay xấu? Lịch vạn niên ngày 7 tháng 12 năm 2021 hôm nay.
Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 7/12/2021: Tuổi Tỵ công việc được giúp đỡ

Tử vi hôm nay, xem tử vi 12 con giáp ngày 7/12/2021: Tuổi Tỵ công việc được giúp đỡ

Baoquocte.vn. Tử vi hôm nay ngày 7/12/2021 của 12 con giáp - tuổi Tý, Sửu, Dần, Mão, Thìn, Tỵ, Ngọ, Mùi, Thân, Dậu, Tuất và Hợi về công việc, tài lộc,...
Covid-19 tại Hà Nội: Ngày 6/12 có 774 ca nhiễm mới -  số ca mắc trong ngày cao nhất từ trước đến nay

Covid-19 tại Hà Nội: Ngày 6/12 có 774 ca nhiễm mới - số ca mắc trong ngày cao nhất từ trước đến nay

Baoquocte.vn. Ngày 6/12, Hà Nội ghi nhận 774 ca nhiễm Covid-19 mới, cao hơn 310 ca so với hôm qua; ca cộng đồng (280), khu cách ly (343), khu phong tỏa (151).
Vietlott 7/12, kết quả xổ số Vietlott Power hôm nay 7/12/2021. xổ số Power

Vietlott 7/12, kết quả xổ số Vietlott Power hôm nay 7/12/2021. xổ số Power

Baoquocte.vn. Vietlott 7/12. Cập nhật trực tiếp kết quả xổ số Vietlott hôm nay 7/12/2021 từ trường quay tầng 19, tòa nhà VTC số 23 Lạc Trung, Hà Nội.
XSMB 7/12, kết quả xổ số miền Bắc 7/12/2021. dự đoán xổ số miền Bắc hôm nay

XSMB 7/12, kết quả xổ số miền Bắc 7/12/2021. dự đoán xổ số miền Bắc hôm nay

Baoquocte.vn. XSMB 7/12. trực tiếp xổ số miền Bắc 7/12/2021. kết quả xổ số miền Bắc hôm nay. xổ số miền Bắc thứ 3. xổ số hôm nay 7/12/2021. KQXSMB.
XSBL 7/12, kết quả xổ số Bạc Liêu hôm nay 7/12/2021. KQXSBL thứ 3

XSBL 7/12, kết quả xổ số Bạc Liêu hôm nay 7/12/2021. KQXSBL thứ 3

Baoquocte.vn. XSBL 7/12. Trực tiếp kết quả xổ số Bạc Liêu nhanh nhất hôm nay - XSBL 7/12/2021. KQSXBL. ket qua xo so Bac Lieu.
XSMT 7/12, kết quả xổ số miền Trung 7/12/2021. xổ số miền Trung hôm nay

XSMT 7/12, kết quả xổ số miền Trung 7/12/2021. xổ số miền Trung hôm nay

Baoquocte.vn. XSMT 7/12. trực tiếp xổ số miền Trung 7/12/2021. kết quả xổ số miền Trung hôm nay. xổ số miền Trung thứ 3. xổ số hôm nay 7/12/2021. KQXSMN
XSBT 7/12, kết quả xổ số Bến Tre hôm nay 7/12/2021. KQXSBT thứ 3

XSBT 7/12, kết quả xổ số Bến Tre hôm nay 7/12/2021. KQXSBT thứ 3

Baoquocte.vn. XSBT 7/12. Trực tiếp kết quả xổ số Bến Tre nhanh nhất hôm nay - XSBT 7/12/2021. KQXSBT. ket qua xo so Ben Tre.
XSMN 7/12, kết quả xổ số miền Nam 7/12/2021. xổ số miền Nam hôm nay

XSMN 7/12, kết quả xổ số miền Nam 7/12/2021. xổ số miền Nam hôm nay

Baoquocte.vn. XSMN 7/12. trực tiếp xổ số miền Nam 7/12/2021. kết quả xổ số miền Nam hôm nay. xổ số miền Nam thứ 3. xổ số hôm nay 7/12/2021. KQXSMN.
Phiên bản di động