Thừa cân, và đặc biệt béo phì, là một yếu tố nguy cơ chính gây ra sự phát triển và cản trở việc kiểm soát nhiều bệnh bao gồm bệnh tim mạch, tiểu đường và một số bệnh ung thư. Một phần tư trẻ em và thanh thiếu niên (2-17 tuổi) và hai phần ba người lớn ở Australia bị thừa cân hoặc béo phì trong 2 năm 2017-2018. Ước tính 8,4% tổng gánh nặng bệnh tật ở Australia vào năm 2015 là do béo phì. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) ước tính đến năm 2025, khoảng 167 triệu người trên thế giới, kể cả người lớn và trẻ em, sẽ có nguy cơ bị thừa cân hoặc béo phì, gây ảnh hưởng đến sức khỏe.

Ảnh: Các peptit trên khuôn amylin (vàng) kích hoạt các thụ thể amylin (xanh lam) thông qua cơ chế khác biệt với các peptit calcitonin trên khuôn mẫu (đỏ, peptit; xám nhạt, thụ thể amylin). Hình ảnh được tạo ra bởi Dr Sarah Piper

Các nhà nghiên cứu Australia vừa công bố một phát hiện đột phá có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều trị bệnh béo phì. Phát hiện trên được công bố trong tạp chí Science ngày 25/3/2022, là kết quả chung sức của các nhà khoa học tại Viện Khoa học dược phẩm Monash (MIPS: Monash Institute of Pharmaceutical Sciences) cùng với Đại học Monash, vả Trung tâm Nghiên cứu proteins màng sử dụng kính hiển vi siêu lạnh (CCeMMP: Centre for Cryo-EM of Membrane Proteins) thuộc Hội đồng Nghiên cứu Australia (ARC: Australian Research Council).

Trong nghiên cứu đó, các nhà khoa học đã xác định được chính xác cách mà nhóm thuốc điều trị béo phì tiềm năng có tên DACRA (dual amylin and calcitonin receptor agonists: chất chủ vận thụ thể kép amylin và calcitonin) kích hoạt các thụ thể khác nhau trong cơ thể. Trước đây, họ chưa hiểu rõ về quá trình kích hoạt thụ thể và điều này đã hạn chế sự tiến bộ trong thử nghiệm lâm sàng các loại thuốc giảm cân thuộc nhóm DACRA.

“Cagrilintide là một peptide dựa trên amylin và dường như có hiệu quả cao ở người, tuy nhiên, peptide dựa trên calcitonin cũng đang được thử nghiệm lâm sàng”, Giáo sư Patrick Sexton, đồng trưởng nhóm nghiên cứu và Giám đốc Trung tâm CCeMMP cho biết. “Dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng chúng tôi có thể thấy các kết quả khá khác biệt đối với các phân nhóm thuốc khác nhau”.

“Đây là một ví dụ khác về những lợi ích to lớn của nghiên cứu cơ bản trong việc giải quyết các nhu cầu y tế chính chưa được đáp ứng”, GS Sexton nói.

“Nhóm nghiên cứu đã tiết lộ chi tiết cấu trúc về cách các thụ thể calcitonin và amylin được kích hoạt”, Phó giáo sư Wootten, đồng trưởng nhóm nghiên cứu và lãnh đạo điểm nút tại Monash của Trung tâm CCeMMP, cho biết. “Công việc này sẽ hỗ trợ việc phát triển các loại thuốc DACRA thế hệ tiếp theo như một vũ khí để giải quyết đại dịch béo phì đang gia tăng.”

Tác giả chính của nghiên cứu, Jianjun (Jason) Cao từ Viện MIPS cho biết: “Để thực sự hiểu những loại thuốc này có thể hoạt động như thế nào, chúng tôi cần hình dung chi tiết mức độ phân tử về cách các loại peptit mẫu khác nhau liên kết với từng loại trong số bốn thụ thể mục tiêu khác nhau”.

“Kính hiển vi điện tử siêu lạnh (cryo-EM: cryo-electron microscopy) là công cụ cực kỳ mạnh vì nó cho phép chúng tôi vừa nắm bắt chi tiết phân tử của các tương tác thúc đẩy hoạt động, vừa thông tin đồng thời về động lực học của protein quan trọng đối với tính chọn lọc và chức năng, trong khi hầu hết các kỹ thuật khác không thể truy cập được”, ông Cao nói.

Nhóm khoa học từ Viện MIPS và Trung tâm CCeMMP đã làm việc với các cộng tác viên từ Đại học Tokyo và Đại học Otago.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ rất ngạc nhiên với phát hiện của mình vì có nhiều ý kiến cho rằng “cấu trúc phân tử của các thụ thể amylin sẽ quyết định cách hoạt động của các peptide." Tuy nhiên, thực tế các nhà nghiên cứu nhận thấy “sự khác biệt đáng kể về cấu trúc và động lực của các thụ thể riêng lẻ khi liên kết với các peptide khác nhau."