DSpace at VNU: Phỏng sinh học trong y dược học - Hướng nghiên cứu cần được đẩy mạnh

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 1-4 Phỏng sinh học y dược học - Hướng nghiên cứu cần đẩy mạnh Nguyễn Thanh Hải1,*, Bùi Thanh Tùng1, Phạm Thị Minh Huệ2 Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia, Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam Trường ĐH Dược Hà Nội, 13-15 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 24 tháng năm 2017 Chỉnh sửa ngày 19 tháng năm 2017; Chấp nhận đăng ngày 14 tháng năm 2017 Tóm tắt: Phỏng sinh học ngành khoa học cơng nghệ có tính hấp dẫn cao có tác động lớn tới hầu hết hoạt động sống sản xuất, từ phát triển sản xuất thiết bị đồ dùng dân dụng sở nguyên lý học cổ điển lĩnh vực đại robot, chip điện tử, công nghệ nano Trong y dược học, phương pháp sinh học có giá trị lớn việc phát triển thuốc, phát triển phương pháp chẩn đốn, phòng tránh điều trị bệnh tật Ứng dụng sinh học y dược học hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng tính ưu việt, tính khả thi tính bền vững Việc xem xét ứng dụng phương pháp ngành sinh học chắn tạo tiến không với phương pháp mà việc cải tiến phương pháp có Trong trình phát triển thuốc, việc học tập sinh giới nhằm tìm dược liệu tác dụng phương pháp có tính khả thi tính hiệu cao Lời giải toán lớn khoa học y dược giải phóng thuốc nơi, liều lúc, chắn chắn tìm thấy cách thuận lợi hơn, sử dụng liệu tự nhiên Hình thành đẩy mạnh nghiên cứu sinh học bào chế hướng tạo bướt tiến cho khoa học sức khỏe Từ khóa: Phỏng sinh học, sinh học bào chế, sinh giới Giới thiệu * Phương pháp sinh học chép cách có ý thức tượng, chế sinh vật, tự nhiên hệ sinh thái Như thiên nhiên xem nguồn sở liệu tập hợp giải pháp cho vấn đề Điều cho thấy, khoa học công nghệ sinh học rộng lớn có tính bền vững cao Dựa cấp độ sinh học sinh giới, phân mức độ sinh học: - Bắt chước phương pháp sản xuất tự nhiên - Sao chép cấu trúc tìm thấy tự nhiên, sử dụng vật liệu tự nhiên - Nghiên cứu nguyên tắc tổ chức từ hành vi xã hội sinh vật như: hành vi sống, hành vi tổ chức [2] Phỏng sinh học (Bionics/Biomimetics) ngành khoa học công nghệ chuyên nghiên cứu chức năng, đặc điểm tượng… sinh vật tự nhiên mô khả đặc biệt để thiết kế, chế tạo hệ thống kỹ thuật công nghệ đại, hữu ích nhằm cải tiến hoạt động đáp ứng nhu cầu người Thuật ngữ “biomimetics” bác sĩ người Mỹ, Jack E Steel, đưa vào năm 1958 Mặc dù ngành khoa học có lịch sử chưa dài, có tính hấp dẫn cao có tác động lớn tới sản xuất đời sống người [1] _ * Tác giả liên hệ ĐT.: 84-913512599 Email: haipharm@yahoo.com https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4070 N.T Hải nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 1-4 Trên thực tế phòng sinh học ứng dụng thể tính hiệu cao hầu hết hoạt động sống, từ phát triển sản xuất thiết bị đồ dùng dân dụng sở nguyên lý học cổ điển lĩnh vực đại robot, chip điện tử, công nghệ nano … [2] Phỏng sinh học y dược học Trong y dược học, lĩnh vực tiên phong việc nghiên cứu phát triển ứng dụng thành tự khoa học công nghệ tiên tiến để phục vụ lợi ích người, phương pháp sinh học sử dụng phổ biến cho nhiều mục tiêu khác Trong trình chẩn trị bệnh, cha ông ta vận dụng tài tình qui luật, tượng tự nhiên để mang lại lợi ích cho người việc cứu chữa bảo vệ sức khỏe Các học thuyết âm dương ngũ hành, hàn nhiệt, tương sinh tương khắc, khí huyết, kinh lạc, huyệt đạo, thiền định hòa nhập với thiên nhiên … minh chứng rõ nét cho vận dụng sáng tạo Trong q trình tìm tòi thuốc, cha ơng ta áp dụng thành công phương pháp sinh học nhiều trường hợp Nhiều thuốc q, có giá trị cao điều trị, tìm nhờ áp dụng phương pháp [3] Một số ví dụ điển hình kể đến là: phát tác dụng chữa bệnh Hoàn ngọc (cây Con Khỉ - Khi xưa có người đàn ơng chun vào rừng sâu để nhặt củi Một hơm, ơng nhìn thấy khỉ mẹ chữa khỏi bệnh thủng ruột cho khỉ Tu Lình Ơng đem câu chuyện kể cho người dân làng nghe người ta đặt tên cho thuốc khỉ (Theo truyền thuyết dân gian)); Diệp hạ châu (cây Chó đẻ cưa - tên gọi từ xa xưa bậc chân y quan sát thấy, sau sinh, chó mẹ thường tìm ăn loại này); Dâm dương hoắc (cây cho lá, dê hay ăn, mà dê lại có ham muốn tình dục cao - Đỗ Tất Lợi (tái 2003), Những thuốc vị thuốc Việt Nam tr 905-906)… [3] Trước biomimetics có nghĩa thay tăng cường hoạt động quan phận thể cách sử dụng phiên khí Với hướng này, y học tạo nhiều thành tựu, nhiều sản phẩm, giúp trì chức sinh lý tăng cường sức khỏe người Sau này, trình phát triển, nhiều thuật ngữ ý nghĩa hình thành phát triển gắn với biomimetics Các thuật ngữ khác có liên quan kể đến như: biomimetic brain, biomimetic human, biomimetic models, biomimetic body, biomimetic pancreas system, biomimetic eye, biomimetic spinal cord… Đây chắn ngành khoa học công nghệ mới, lý thú, hứa hẹn nhiều phát kiến thành tựu Các nghiên cứu gần đặc điểm sinh học tế bào ung thư, tế bào gốc; chế sinh sản; chế thực bào … tạo bước tiến lớn y học [4] Thuật ngữ biomimetic cấy ghép (biomimetic implant), cách bắt chước để thay nhằm trì chức ban đầu phận thể cách chặt chẽ, chí vượt trội Mặc dù cơng nghệ cấy ghép biomimetic thời kỳ sơ khai, xuất vài sản phẩm điển hình như: ốc tai điện tử (thiết bị dành cho người khiếm thính); tim nhân tạo đầy đủ chức năng; võng mạc nhân tạo; bàn tay nhân tạo [4]; hồng cầu nhân tạo [5] Trong lịch sử phát triển y dược học đại, nhiều ý tưởng hình thành có ảnh hưởng lớn tới tiến trình phát triển Một ý tưởng thuốc tác dụng đích nhà khoa học đoạt giải Nobel, Paul Ehrlich (1854 - 1915) Trên sở quan sát trình nghiên cứu phân loại vi sinh vật, ơng đưa ý tưởng có phân tử thuốc tác dụng tới đích gây bệnh mà khơng có tác dụng tới đích mơ bình thường thể [6, 7] Ý tưởng vĩ đại ơng nhiều nhà khoa học theo đuổi, nhiên nay, khoa học thừa nhận hai phân tử có tính chất gần đáp ứng với tiêu chí Ơng đưa ra, là: penicillin kháng thể Để tiếp tục phát triển ý tưởng Paul Ehrlich, thành công nhiều có lẽ thuộc N.T Hải nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 1-4 nhà khoa học bào chế với việc phát triển dạng bào chế giải phóng dược chất đích (thuốc tới đích) [2, 8] Nhiều thuốc, đặc biệt thuốc có độc tính cao, phát triển dạng này, giúp tăng cường sinh khả dụng giảm độc tính cách rõ ràng Các dạng bào chế đại, phát triển gần đây, ứng dụng nhiều kiến thức, kỹ thuật liên quan đến sinh học, giúp phát triển thuốc tới đích có ưu điểm vượt trội Một số ví dụ điển hình như: sử dụng ngun liệu, chất mang có nguồn gốc tự nhiên (như phospholipid); mơ cấu trúc tự nhiên (liposome, phytosome có cấu tạo tương tự màng tế bào; cấu trúc nano kiểu dendramer…) [9-11]; tạo lớp vỏ có khả tránh bị thực bào; tìm tới đích theo chế kháng nguyên - kháng thể [6, 7] Trong thời gian vừa qua, nhà khoa học nước triển khai số hướng nghiên cứu theo định hướng sinh học cách sử dụng nguyên liệu có nguồn gốc sinh học, mơ cấu trúc sinh học để phát triển dạng bào chế có sinh khả dụng ưu việt, giúp góp phần giải nhiều vấn đề mà dược học đại đặt Trên thực tế, trình áp dụng lâm sàng, nhiều dược chất bào chế dạng thuốc quy ước (truyền thống) vấp phải nhiều trở ngại dược chất có độc tính cao, nhiều tác dụng không mong muốn, sinh khả dụng thấp, ổn định… Để vượt qua trở ngại đó, dạng thuốc tới đích dạng bào chế lý tưởng để phát triển Trong số cấu trúc mang thuốc tới đích, phương pháp sinh học theo cấu trúc tương tự màng sinh học cấu trúc sinh học ngày nghiên cứu cải tiến nhiều Bằng cách đó, tạo dạng thuốc có tính tương hợp sinh học cao; có khả phân huỷ sinh học; không gây phản ứng kháng nguyên - kháng thể; không gây phản ứng dị ứng giảm độc tính [12] Liposome phytosome hệ mang thuốc đáp ứng mục tiêu đó, sử dụng tá dược phospholipid thành phần Nhiều hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, có tác dụng sinh học quý, ứng dụng vào thực tiễn lâm sàng cho ích lợi nhỏ, ổn định, khó hấp thu qua màng sinh học nhanh đào thải khỏi thể Các hoạt chất nhóm hoạt chất tạo phức với phospholipid để thay đổi đặc tính hòa tan phân bố pha nước pha dầu, giúp tăng hấp thu, giảm độc tính, kéo dài tác dụng Dạng bào chế hình thành nên dòng sản phẩm phytosome Nhiều hoạt chất, tách chiết từ dược liệu, phát triển thành công thành sản phẩm có giá trị điều trị cao dạng phytosome [12] Kết luận Ứng dụng sinh học y dược học hướng nghiên cứu có nhiều triển vọng, tính ưu việt, tính khả thi tính bền vững Việc xem xét ứng dụng phương pháp ngành sinh học chắn tạo tiến không với phương pháp mà việc cải tiến phương pháp có Sử dụng phương pháp sinh học nghiên cứu hướng tới lĩnh vực chẩn đốn, phòng tránh, điều trị, phát triển thuốc cần thiết, nhằm xây dựng nên quan điểm định hướng giải vấn đề liên quan đến sức khỏe người cách tự nhiên bền vững Trong trình phát triển thuốc, việc học tập sinh giới nhằm tìm dược liệu tác dụng mới, phương pháp có tính khả thi tính hiệu cao Lời giải toán lớn khoa học y dược giải phóng thuốc nơi, liều lúc chắn chắn tìm thấy cách thuận lợi sử dụng liệu tự nhiên Hình thành đẩy mạnh nghiên cứu sinh học bào chế hướng tạo bướt tiến khoa học sức khỏe Tài liệu tham khảo [1] Vincent Julian Fv, Bogatyreva Olga A, Bogatyrev Nikolaj R, Bowyer Adrian, Pahl Anja-Karina Biomimetics: its practice and N.T Hải nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số (2017) 1-4 [2] [3] [4] [5] [6] theory Journal of the Royal Society Interface 3(9) (2006) 471 Hwang Jangsun, Jeong Yoon, Park Jeong Min, Lee Kwan Hong, Hong Jong Wook, Choi Jonghoon Biomimetics: forecasting the future of science, engineering, and medicine International journal of nanomedicine 10((2015) 5701 Valko Klara Physicochemical and biomimetic properties in drug discovery: chromatographic techniques for lead optimization John Wiley & Sons (2013) Bar-Cohen Yoseph Biomimetics-biologically inspired technologies CRC Press Boca Raton(2006) Nguyễn Thị Thanh Thủy, Trịnh Ngọc Dương, Nguyễn Thị Thanh Bình, Bùi Thanh Tùng, Nguyễn Thanh Hải Chất vận chuyển oxy Perfluorocarbon triển vọng phát triển hồng cầu nhân tạo, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội - Khoa học Y Dược, 32(2) (2016) Từ Minh Koóng, Nguyễn Thanh Hải Thuốc tới đích Tạp chí Dược học 388(8) (2008) [7] Từ Minh Kng, Nguyễn Thanh Hải Thuốc tới đích Tạp chí Dược học 389(9) (2008) [8] Gorb Stanislav N Biological attachment devices: exploring nature's diversity for biomimetics Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 366(1870) (2008) 1557 [9] Từ Minh Koóng, Nguyễn Thanh Hải Công nghệ nano sản xuất dược phẩm Tạp chí Dược học 369(1) (2007) [10] Từ Minh Kng, Nguyễn Thanh Hải Cơng nghệ nano sản xuất dược phẩm , Tạp chí Dược học 370(2) (2007) [11] Từ Minh Kng, Nguyễn Thanh Hải Cơng nghệ nano sản xuất dược phẩm Tạp chí Dược học 371(3) (2007) [12] Phạm Thị Minh Huệ, Nguyễn Thanh Hải, Võ Xuân Minh Phytosome: Giải pháp tăng sinh khả dụng cho hoạt chất có nguồn gốc dược liệu Tạp chí Dược học 465(1) (2015) Biomimetics in Medicine and Pharmacy New Perpectives Should be Strengthed Nguyen Thanh Hai1, Bui Thanh Tung1, Pham Thi Minh Hue2 VNU Hanoi School of Medicine and Pharmacy, 144 Xuan Thuy, Cau Giay, Hanoi, Vietnam Hanoi University of Pharmacy, 13-15 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam Abstract: Biomimetics (or bionics) is a highly attractive scientific field It has a great impact on almost every aspect of life, from the development of consumer devices on the basis of classical mechanical principles to modern fields like robot, electronic chip, nano technology… In the field of medicine and pharmacy, biomimetic methods are of great value in developing drugs, developing methods for the diagnosis, prevention and treatment diseases The application of biomimetics in the field of medicine and pharmacy is a promising prospect in terms of superiority, feasibility and sustainability The consideration and application of the biomimetic methods will undoubtedly generate new advances not only in current methods, but also in the improvement of existing methods In the field of drug development, the study of the biological world in order to find new pharmaceutical raw materials and new effective action is a feasible and highly effective method The solution to major problems of pharmaceutical science, such as releasing drugs in the right place, at the correct dose and in time, will certainly find a better way by using the data of nature Formation and promotion of biomimetic - pharmaceutics can be a new direction for new advances in health sciences Keywords: Biomimetics; Bionics; Biomimetic - pharmaceutics; Biological system  ... nguyên - kháng thể [6, 7] Trong thời gian vừa qua, nhà khoa học nước triển khai số hướng nghiên cứu theo định hướng sinh học cách sử dụng nguyên liệu có nguồn gốc sinh học, mơ cấu trúc sinh học. .. nguyên lý học cổ điển lĩnh vực đại robot, chip điện tử, công nghệ nano … [2] Phỏng sinh học y dược học Trong y dược học, lĩnh vực tiên phong việc nghiên cứu phát triển ứng dụng thành tự khoa học công... sinh học theo cấu trúc tương tự màng sinh học cấu trúc sinh học ng y nghiên cứu cải tiến nhiều Bằng cách đó, tạo dạng thuốc có tính tương hợp sinh học cao; có khả phân huỷ sinh học; không gây