Dù nổi tiếng gây hại, nhiều nghiên cứu chỉ ra tính chất hóa học và cơ chế của nọc độc có thể góp phần điều trị các cơn đau hay bệnh ung thư.
Giải mã cơn đau
Ngày nay, một số loại thuốc có nguồn gốc từ nọc độc đã được kê toa sử dụng trong y học. Đơn cử, thuốc Captopril, chống tăng huyết áp, được điều chế từ nọc độc của loài rắn lục.
Thuốc Byetta, điều trị đái tháo đường tuýp 2, được điều chế từ nước bọt của Quái vật Gila, loài thằn lằn có nọc độc sống tại Bắc Mỹ. Hay nọc độc của ốc sên nón biển giúp bào chế thuốc dành cho bệnh nhân cao huyết áp hoặc có vấn đề về tim.
Nhiều nhà khoa học cho rằng có rất nhiều phương pháp chuyển hóa hóa chất từ nọc độc thành các loại thuốc an toàn, hiệu quả cho con người, là tiềm năng cho lĩnh vực điều chế thuốc.
Có nhiều phương pháp nghiên cứu tác động của nọc độc. Trong đó, nhiều nhà khoa học thường cố tình để bản thân bị đốt hoặc bị cắn. Từ trải nghiệm cá nhân, họ có thể so sánh cảm giác khác nhau từ những cơn đau, xác định nọc độc có ảnh hưởng như thế nào đến hệ thần kinh.
Từ những năm 1970, nhà côn trùng học Justin O. Schmidt, hiện làm việc tại Viện Sinh học Tây Nam, bang Arizona, Mỹ, đã đi khắp nơi trên thế giới để cảm nhận vết đốt của côn trùng. Ước tính, ông đã bị kiến cắn, ong chích ít nhất 1.000 lần. Những trải nghiệm này được tập hợp lại trong Chỉ số đau Schmidt với thang đo mức độ đau do côn trùng đốt từ 1 đến 4.
Trong một nghiên cứu, Schmidt đã cùng nhà khoa học Sam Robinson, thành viên nghiên cứu tại Viện Khoa học Sinh học Phân tử, Trường Đại học Queensland, Australia đã làm thí nghiệm với kiến giết bò, còn gọi là kiến lông nhung. Loài này nổi tiếng với vết cắn gây đau đớn dữ dội cho nạn nhân.
“Cơn đau do loài này gây ra bùng nổ và kéo dài. Tôi gần như phát điên và muốn hét lên. Tưởng như bàn tay tôi đang bị nhúng vào dầu nóng trong nồi chiên sôi sùng sục”, ông Schmidt miêu tả. Loài này được đánh giá gây ra cơn đau ở mức độ 3 - 4 trên Chỉ số Schmidt.
Tuy nhiên, trải nghiệm này đã mang lại cho ông Schmidt và Robinson nhiều kết quả nghiên cứu quý giá. Được công bố vào tháng 2/2021, nghiên cứu của nhóm phát hiện thấy nọc độc của kiến đốt bò sẽ phá vỡ màng tế bào trong cơ thể nạn nhân.
Các phân tử trong nọc độc sẽ tấn công kênh ion, các protein đa phần tử nằm trên màng sinh chất. Mỗi protein này tạo thành các lỗ rỗng kéo dài trên màng sinh chất, có khả năng đóng và mở theo các tín hiệu hóa học, điện học và cơ học mà cơ thể nhận được từ bên ngoài tế bào. Các phân tử trong nọc độc sẽ bám trụ trong kênh ion, giữ nó ở trạng thái mở trong khi cần đóng lại và truyền tín hiệu đau về não.
Tương tự, khi hiểu được cách thức hoạt động của các loại nọc độc, giới khoa học có thể điều chế thuốc mới, nhắm mục tiêu làm giảm đau thay vì gây ra nó như các phân tử nọc độc tạo nên.
Nọc độc của kiến giết bò giúp giảm đau khi hóa trị.
Điều trị ung thư
Nói về cơ chế gây đau tế bào phải kể đến loài cây có tên là Dendrocnide excelsa, thuộc họ Tầm ma, được tìm thấy tại Australia. Gai của chúng gây ra những cơn đau tê tái kéo dài nhiều ngày liên tiếp. Vài giờ sau khi cơn đau giảm bớt, nếu gặp nhiệt độ lạnh, chúng sẽ trở lại với cường độ ban đầu.
Đây là chứng dị ứng lạnh, cũng thường gặp trong một số loại thuốc hóa trị. Bệnh nhân ung thư sau khi dùng thuốc, nếu da họ tiếp xúc với các vật lạnh, cơn đau do hóa trị sẽ tái phát.
Các nhà nghiên cứu đặt kỳ vọng tìm ra độc tố và cách thức chúng hoạt động để tìm ra giải pháp ngăn chặn. Từ đó, bào chế thuốc chống lại các cơn dị ứng lạnh sau hóa trị.
Tương tự, tính chất hóa học trong các loại nọc độc khác nhau có thể là công cụ trực tiếp để chống lại bệnh ung thư. Trong nọc độc thường chứa những phân tử axit amin liên kết với tế bào. Chúng có thể dập tắt quá trình sản sinh tế bào ung thư trong khi vẫn giữ nguyên những tế bào khỏe mạnh.
Tại Anh, TS Carol Trim, giảng viên cấp cao tại Trường Đại học Christchurch đã nghiên cứu nọc độc từ rắn, bọ cạp và côn trùng có thể ngăn chặn một loại protein được tìm thấy trong tế bào ung thư. Trong khi tại New York, Mỹ, PGS Mande Holford lại phát hiện một chuỗi axit amin có trong nọc độc của ốc sên có thể giảm đau khi điều trị hóa trị.
Một trong những thách thức hiện nay khi điều chế thuốc dựa trên phân tử axit amin trong nọc độc là phải tiêm vào cơ thể. Vì hầu hết phân tử này sẽ bị phá vỡ khi đi qua hệ tiêu hóa. Do đó, phương pháp điều chế thuốc dựa trên nọc độc của các loài sinh vật cần chống lại sự tiêu hóa và phải hòa tan trong máu.
Bất chấp những tiến bộ công nghệ trong khoa học về nọc độc, nghiên cứu hiện nay mới dừng ở việc bắt chước và sao chép lại những gì tự nhiên sinh ra. Các loài sinh vật đang chỉ đường cho con người bằng những công cụ hữu ích nhưng bản thân con người phải tìm ra cách chúng hoạt động.
