Nghiên cứu tim trăn để chữa bệnh tim người

Sau bữa ăn “thịnh soạn”, khối lượng quả tim của trăn bất ngờ tăng lên gấp đôi chỉ trong vòng 1 ngày và các triglyceride (chất béo tự nhiên có trong mô động thực vật) trong máu trăn cũng tăng gấp 5 lần. Sự sản sinh insulin và lipid cũng tăng vọt. Sau đó, các cơ quan của con trăn co rút trở về kích thước ban đầu trong vài ngày và quả tim khỏe mạnh cho phép nó sống còn cho đến bữa ăn tiếp theo.

Leslie Leinwand, nhà nữ sinh học phân tử Đại học Colorado, bắt đầu nghiên cứu cơ chế kỳ lạ của trăn từ năm 2005 trong dự án gọi là Python Project (Dự án Trăn).

Leslie Leinwand và nhóm nghiên cứu của bà đang cố gắng tìm kiếm câu trả lời từ hiện tượng tăng kích thước cơ quan kỳ lạ của loài trăn để ứng dụng sang chữa bệnh tim cho con người.

Theo số liệu của Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh Mỹ (CDC), bệnh tim là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở Mỹ. Để phục vụ cho nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, Leinwand đặt mua một lượng lớn trăn con Myanmar. Nhưng, Leinwand không là nhà khoa học đầu tiên quan tâm đến lĩnh vực khoa học gọi là “sinh học cực đoan” để tìm cách chữa bệnh cho người.

Jared Diamond, nhà sinh học tiến hóa và địa lý học nổi tiếng, từng nêu vấn đề cơ quan loài trăn phình to trong một bài báo trên tạp chí Nature năm 1998. Do đó, phòng thí nghiệm của Leinwand đã không bỏ qua cơ hội chia sẻ dữ liệu và những con trăn thí nghiệm với Stephen M. Secor - giáo sư Đại học Alabama, đồng nghiệp của Diamond và đồng tác giả bài báo trên Nature.

Năm 2005, Phòng thí nghiệm sinh học phân tử Đại học Colorado bắt đầu tìm hiểu xem những gì xảy ra cho quả tim người khi nó nở to ra để phát triển loại thuốc hiệu quả chữa bệnh cho cơ quan này. Năm 2013, Leslie Leinwand nhận được giải thưởng khoa học Bonfils Stanton cho nghiên cứu về tim.

Quả tim trăn trước khi ăn mồi (trái) và phình to vào 3 ngày sau đó.

Leinwand cho biết, khi thí nghiệm truyền huyết tương từ con trăn không được cho ăn sang con trăn khác thì không có gì đặc biệt xảy ra; nhưng sau đó truyền tiếp huyết tương từ con trăn được ăn no nê sang con trăn bị bỏ đói thì quả tim của con sau này bắt đầu phình to lên. Nhưng, không chỉ có quả tim mà các bộ phận khác của trăn như ruột, gan và thận cũng nở to.

Nhóm nghiên cứu của Leinwand xác định được 3 acid béo (quan trọng để tạo ra năng lượng và sự trao đổi chất trong cơ thể) chủ yếu có tính xúc tác trong huyết tương của con trăn được ăn no nê - đó là, myristic acid, palmitic acid và palmitoleic acid. Sự kết hợp cả 3 acid béo này tạo thành một hợp chất thần kỳ giúp tăng trưởng mô và nhóm nhà nghiên cứu của Leinwand đặt cho cái tên thú vị là “dầu rắn”.

Tiến sĩ Cecilia Riquelme, thành viên trong Dự án Trăn, là người đầu tiên đề nghị tiến hành thí nghiệm về hiệu quả huyết tương trăn trên các tế bào động vật hữu nhũ.

Quan sát phản ứng của các tế bào chuột sau khi được hấp thu máu trăn, Riquelme phát hiện “dầu rắn” cũng giúp cho quả tim chuột phình to lên. Bước tiếp theo là xác định xem “dầu rắn” có làm đảo ngược tiến trình bệnh tim được tạo ra trong phòng thí nghiệm hay không. Nếu “dầu rắn” hoạt động, nhóm của Leinwand sẽ mở rộng thí nghiệm đến các loài động vật có vú lớn hơn như chó, và cuối cùng là những người tình nguyện.

Vận động viên bơi lội người Mỹ Michael Phelps.

Theo Leslie Leinwand, quả tim nở to bất thường là dấu hiệu của bệnh tật. Song, vận động viên có thể phát triển quả tim to hơn mức trung bình mà vẫn khỏe mạnh, ví dụ như “Michael Phelps (vận động viên bơi lội người Mỹ) có quả tim khổng lồ”.

Leinwand giải thích, khi hoạt động thể xác căng thẳng kéo dài thì tim người có thể phình to lên từ 30 đến 40%. Điều đó cho thấy quả tim nở to ra có thể là dấu hiệu của bệnh và cũng có thể là vẫn khỏe mạnh bình thường. Mục đích nghiên cứu của Leslie Leinwand là phát triển một loại thuốc kỳ diệu xây dựng lớp cơ khỏe mạnh bao quanh quả tim theo cùng cách như quả tim con trăn nhanh chóng phình to.

Leinwand nhấn mạnh, loại thuốc này cũng chữa bệnh đái tháo đường, cao huyết áp và béo phì. Leinwand cho biết cuộc nghiên cứu của bà còn kéo dài nhưng vấn đề khó khăn hiện nay là thiếu tài chính.

Thí nghiệm tốn nhiều tiền, trong khi số tiền tài trợ ban đầu cho nhóm của Leslie Leinwand - từ Sở Y tế bang Colorado và Viện Y khoa Howard Hughes - đang cạn dần. Tuy nhiên, Viện Y tế Quốc gia Mỹ (NIH) cũng đang xem xét công trình nghiên cứu của nhóm Leslie Leinwand có những ứng dụng tiềm tàng nào để chữa bệnh cho con người hay không trước khi quyết định tài trợ cho họ.

Leinwand đã trải qua 25 năm nghiên cứu bệnh tim và năm 2008 bà thành lập Công ty Y sinh Hiberna Corporation of Boulder để nghiên cứu sản xuất “dầu rắn” với mục đích chữa bệnh tim cho người. Leinwand cho biết, bà hy vọng trong vòng 10 năm nữa loại thuốc đặc chế từ “dầu rắn” sẽ xuất hiện trên thị trường. Sử dụng động vật để phát triển dược phẩm là chuyện từng xảy ra trước đây. Ví dụ, chất chống đông máu gọi là Draculin được sản xuất từ nước bọt loài dơi, hay ốc nón được sử dụng để phát triển thuốc chữa chứng đau kinh niên mà không gây nghiện.

Theo nhận định của Leslie Leinwand, các chất khác từ loài bò sát cũng có thể được sử dụng để phát triển dược phẩm. Ví dụ như Byetta chữa bệnh đái tháo đường được chế tạo từ một hormone tìm thấy trong nước bọt loài thằn lằn độc sống ở vùng sa mạc Mỹ và Mexico có vảy màu đen, vàng hay cam (gọi là quỷ Gila)