Tái tạo cấu trúc tuyến tụy trên vi mạch - phát minh mới cho bệnh tiểu đường

Các nhà khoa học sẽ sớm thực hiện các thí nghiệm về tuyến tụy mà không cần sử dụng các tế bào sống. Trong một nghiên cứu mới đây của Viện Khoa học Y tế và Tự nhiên NMI và Khoa Y của Đại học Eberhard Karls cho biết, họ đã thành công trong việc tái tạo cấu trúc của tuyến tụy được in 3D trên vi mạch, mở ra cánh cửa mới trong phương pháp điều trị bệnh tiểu đường.

Các nhà khoa học vừa tạo ra "Pancreas-on-chip", tuyến tụy trên vi mạch

Theo thống kê, có hơn 7 triệu người ở Đức đang phải đối mặt với bệnh tiểu đường. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều trị cho căn bệnh phổ biến này vẫn gặp nhiều khó khăn. Nhưng hiện nay, một nhóm các nhà khoa học dưới sự lãnh đạo của Giáo sư Tiến sĩ Peter Loskill từ Viện Khoa học Tự nhiên và Y tế NMI cùng Khoa Y của Đại học Eberhard Karls của Tübingen đã đạt được một bước tiến mới. Họ đã phát triển một phương pháp mới giúp cải thiện hiệu quả điều trị bệnh tiểu đường ở cấp độ sinh học phân tử và tế bào trong tuyến tụy.

Để làm điều này, nhóm đã sử dụng kỹ thuật tái tạo cấu trúc của tuyến tụy trên nền tảng chip. Kết quả từ việc thử nghiệm thuốc trên các cấu trúc này cho thấy tiềm năng lớn hơn trong việc chuyển giao các phương pháp điều trị vào cơ thể con người so với các phương pháp truyền thống. Những kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Lab on a Chip.

Bệnh tiểu đường thường phát sinh do sự rối loạn trong quá trình chuyển hóa ở tuyến tụy. Tuyến tụy thường điều chỉnh lượng đường trong máu thông qua việc giải phóng hormone insulin và glucagon.

Công nghệ chip cơ quan này liên quan đến việc phát triển mô, tức là nhóm các tế bào có chức năng cụ thể được tạo ra và sử dụng bên ngoài cơ thể. Những mô này, trong trường hợp cụ thể này từ tế bào tuyến tụy, phản ứng với các hoạt chất giống như cách cơ quan trong cơ thể phản ứng. Điều này cho phép nhà nghiên cứu rút ra các kết luận đáng tin cậy về cơ chế hoạt động của thuốc.

Theo Giáo sư Peter Loskill - người đứng đầu dự án Organ-on-Chip cho biết, họ đã thành công trong việc tái tạo mô hình các đơn vị sản xuất insulin của tuyến tụy trên chip vi lỏng. Họ cũng đã tích hợp các cảm biến nhỏ vào chip này, cho phép theo dõi trạng thái của mô hình cơ quan trong thời gian thực mà không ảnh hưởng đến các tế bào.

"Microfluidic" đề cập đến việc chất dinh dưỡng được vận chuyển đến tế bào qua các kênh rất nhỏ, chẳng hạn như qua mạch máu và các sản phẩm trao đổi chất được loại bỏ. Loskill cho biết: "Bằng cách tái tạo môi trường vi mô tự nhiên của tế bào trong cơ thể, chúng tôi có thể tiến hành các thí nghiệm dài hơn và có ý nghĩa hơn đáng kể". Do đó, sự tiến bộ trong công nghệ này mang lại cơ hội lớn trong nghiên cứu bệnh tiểu đường.

Nội tạng trên vi mạch (organ-on-chip) hoạt động như thế nào?

Trong các hệ thống chip mô phỏng cơ quan người (organ-on-chip), các tế bào đặc trưng của cơ quan được nuôi cấy và phát triển bên ngoài cơ thể, trong một môi trường vi mô được tạo ra bên trong chip. Nhờ vào điều này, các tế bào có thể trao đổi thông tin với tuyến tụy, gan, cơ tim hoặc não. Ví dụ, các mô được hình thành từ các tế bào được cung cấp liên tục dưỡng chất trên chip một cách tương tự như máu trong tuần hoàn. Ví dụ, điều này cho phép chúng điều trị được bằng thuốc hoặc trạng thái của bệnh có thể được mô phỏng dưới dạng thao tác đã có mục tiêu chữa trị.

Với việc sử dụng nhiều phương pháp phân tích khác nhau, có thể thực hiện các đo lường phản ứng theo thời gian đối với các hoạt chất hoặc sự tiến triển của bệnh.

Nhờ vào khả năng làm việc với tế bào người, các nghiên cứu về cơ quan trên chip có thể dễ dàng chuyển giao sang con người hơn so với thí nghiệm trên động vật, điều này có thể dẫn đến giảm đáng kể việc sử dụng động vật trong nghiên cứu y sinh cơ bản và nghiên cứu dược phẩm trong tương lai.

Các giải pháp hỗ trợ giảm bệnh tiểu đường phổ biến hiện nay

Bệnh tiểu đường xảy ra khi cơ thể bị thiếu hụt insulin, đề kháng với insulin hoặc do cả hai nguyên nhân trên. Bệnh có thể được phân chia thành 3 loại là tiểu đường type 1, tiểu đường type 2 và tiểu đường thai kỳ.

Để tránh những biến chứng nguy hiểm của bệnh tiểu đường, bạn có thể áp dụng một số biện pháp giúp kiểm soát đường huyết sau đây:

Tuân thủ điều trị thuốc

Bệnh tiểu đường là một bệnh lý mãn tính, do đó, người bệnh cần tuân thủ sử dụng thuốc theo chỉ định của bác sĩ, đảm bảo dùng đúng liều lượng và thời gian. Bên cạnh đó, cần đi tái khám định kỳ mỗi 1 - 3 tháng/lần để bác sĩ có thể theo dõi và đánh giá hiệu quả của thuốc cũng như điều chỉnh liều lượng nếu cần thiết.

Kiểm soát chế độ ăn uống

Người bệnh đái tháo đường cần chú ý kiểm soát chế độ ăn uống để tránh tình trạng đường huyết tăng đột ngột. Bao gồm:

• Giảm ăn tinh bột và đường có trong các thực phẩm như gạo trắng, lúa mì, khoai tây, đường sữa, đường mía,...
• Hạn chế ăn muối, mỡ động vật, chất béo có trong thực phẩm chế biến sẵn), trứng, và đạm từ thịt đỏ.
• Tăng cường ăn rau củ quả và thực phẩm giàu chất xơ hòa tan như ớt chuông, bông cải xanh, đậu lăng, ngũ cốc nguyên hạt,... tốt nhất hãy chế biến thực phẩm ở dạng hấp, luộc để hạn chế chất béo.
• Chia nhỏ khẩu phần ăn trong ngày, hạn chế ăn các loại hoa quả dễ làm tăng đường huyết vào bữa phụ như bưởi, cam, xoài, thanh long, dâu tây,...

Tăng cường hoạt động thể chất

Người bệnh nên duy trì tập luyện thể dục đều đặn mỗi ngày để giảm giảm đề kháng insulin và giảm đường huyết. Đồng thời, tập luyện thể dục với cường độ hợp lý cũng có thể giúp kiểm soát cân nặng và giảm nguy cơ mắc các biến chứng từ bệnh tiểu đường.

Hạn chế hoặc ngừng uống rượu

Sử dụng rượu nho vừa phải có thể giúp phấn chấn tinh thần và tốt cho sức khỏe tim mạch. Tuy nhiên, uống nhiều rượu có thể khiến đường huyết tăng vọt. Mặt khác, rượu cũng dễ gây tương tác với các loại thuốc hạ đường huyết, hạ mỡ máu, thuốc tim mạch,... khiến tác dụng của thuốc bị giảm đi. Do vậy, tốt nhất người bệnh nên giảm hoặc ngừng sử dụng rượu.

Bệnh tiểu đường được mệnh danh là "kẻ giết người" thầm lặng có diễn tiến âm thầm, khiến người bệnh chủ quan không thăm khám và kiểm soát tốt. Bệnh có thể gây ra nhiều biến chứng nghiêm trọng ảnh hưởng đến sức khỏe. Vì vậy, người bệnh cần tuân thủ các biện pháp kiểm soát đường huyết để hạn chế các biến chứng nguy hiểm.

Trên đây là bài viết tổng hợp những thông tin liên quan đến công nghệ tái tạo cấu trúc tuyến tụy trên vi mạch, một đột phá mới trong điều trị bệnh tiểu đường. Hy vọng sẽ giúp bạn đọc có những thông tin hữu ích về bệnh lý này nhé!