Với sự tiến bộ nhanh chóng của y sinh, nhiều protein bệnh trước đây được coi là không thể nhắm mục tiêu đã dần trở thành trọng tâm nghiên cứu mới. Trong số đó, Chimera nhắm mục tiêu PROteolysis (PROTAC), là một công nghệ mới, đang thay đổi phạm vi phát triển thuốc. Công nghệ PROTAC do Giáo sư Craig M. Crews của Đại học Yale phát triển, mở ra một kỷ nguyên mới về phân hủy protein có mục tiêu bằng cách kết hợp một cách kỳ diệu các protein cụ thể với cơ chế phân hủy của tế bào, thu hút nghiên cứu và đầu tư sâu rộng.
PROTAC là một phân tử hai chức năng có thể liên kết đồng thời với protein mục tiêu và E3 ubiquitin ligase, từ đó xúc tác cho quá trình phổ biến của protein mục tiêu. Quá trình này đánh dấu protein mục tiêu để nó có thể được nhận biết và phân hủy bởi proteasome của tế bào. Crews và nhóm của ông lần đầu tiên đề xuất khái niệm này vào năm 2001. Sự phát triển công nghệ của nó đã cho phép nhiều protein mà ban đầu được coi là “không thể chữa khỏi” trở thành mục tiêu của thuốc điều trị.
“Sự xuất hiện của công nghệ PROTAC mang lại ý tưởng mới cho việc phát triển thuốc, cho phép các nhà nghiên cứu nhắm mục tiêu vào các protein có vị trí hoạt động không thể tiếp cận, đặc biệt là trong lĩnh vực điều trị ung thư.”
Lợi ích của phương pháp mới này là nó không chỉ làm suy giảm có chọn lọc các protein liên quan đến bệnh tật mà còn làm giảm tổn thương đối với các tế bào bình thường nên được nhiều người coi là một phép lạ chữa bệnh tiềm năng. Đặc biệt đối với việc điều trị ung thư, PROTAC có thể nhắm mục tiêu vào các protein có đặc tính kháng thuốc, do đó đảo ngược hiểu biết trước đây của các nhà nghiên cứu.
Lịch sử nghiên cứu của Giáo sư Craig M. Crews có thể bắt nguồn từ những ngày ông còn học cao học tại Đại học Harvard. Trong nghiên cứu ban đầu của mình, ông đã phân lập và nhân bản thành công MEK1, một phân tử truyền tín hiệu quan trọng, đặt nền móng cho sự phát triển tiếp theo của các loại thuốc chống ung thư nhắm vào phân tử này. Đồng thời, Crews đã phát triển thêm các chất ức chế proteasome mạnh mẽ, chẳng hạn như Epoxomicin, trong quá trình nghiên cứu của mình và các hợp chất RO ketone sau đó đã trở thành tiền chất quan trọng của thuốc điều trị đa u tủy carfilzomib.
“Sự hiểu biết sâu sắc của chúng tôi về bệnh lý đã hỗ trợ sự phát triển của các phương pháp điều trị tiên tiến này, đồng thời thu hút sự chú ý và tài trợ từ mọi tầng lớp xã hội.”
Thành công của PROTAC không chỉ dựa vào nghiên cứu cơ bản của Giáo sư Crews mà còn được hưởng lợi từ sự hợp tác của ông với nhiều công ty công nghệ sinh học. Crews đã thành lập một số công ty, chẳng hạn như Arvinas, để phát triển các phương pháp điều trị bệnh ung thư và bệnh thoái hóa thần kinh bằng công nghệ PROTAC.
Trong thử nghiệm lâm sàng mới nhất, tác dụng của thuốc PROTAC ARV-471 của Arvinas đối với thụ thể estrogen đã được xác nhận và hiện thuốc đã bước vào thử nghiệm Giai đoạn 3 tập trung vào điều trị ung thư vú di căn. Thuốc đã thu hút được sự chú ý rộng rãi nhờ khả năng hấp thu tốt qua đường uống, giúp giải quyết thách thức lớn trong việc phát triển thuốc PROTAC.
“Triển vọng ứng dụng rộng rãi của PROTAC đang thúc đẩy cộng đồng khoa học và ngành y sinh tích cực đầu tư nguồn lực để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ này.”
Tuy nhiên, sự thành công của công nghệ PROTAC trong ứng dụng lâm sàng vẫn đòi hỏi phải giải quyết nhiều thách thức khác nhau, bao gồm tính đặc hiệu và tương thích sinh học của thuốc, quy trình tổng hợp thuốc và các vấn đề khác. Ngoài ra, với việc đi sâu nghiên cứu có liên quan, các cuộc thảo luận học thuật về các kịch bản ứng dụng tiềm năng của công nghệ này ngày càng trở nên thu hút sự chú ý.
Công nghệ PROTAC có thể gọi là cuộc cách mạng trong phát triển thuốc, mở ra những khả năng mới trong việc chống lại các bệnh tật trong tương lai. Với sự phát triển hơn nữa của công nghệ này, cộng đồng khoa học hy vọng có thể khắc phục được nhiều vấn đề hơn mà trước đây không thể giải quyết được. Hướng tới tương lai, liệu PROTAC có trở thành phương pháp nghiên cứu và phát triển thuốc chủ đạo?