Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng hydro (nguyên tố nhẹ nhất và đơn giản nhất) có thể làm chậm hoặc thậm chí quay ngược đồng hồ về sự lão hóa của tế bào. Thế nhưng, biến kiến thức này thành một liệu pháp khả thi là một vấn đề khó giải quyết.

Trong một bài viết đăng trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu Trung Quốc cho biết đã khắc phục được vấn đề làm thế nào để cung cấp một cách an toàn nồng độ phân tử hydro cao với thời gian đủ lâu để có tác dụng điều trị.

Bằng cách sử dụng công nghệ nano, nhóm nghiên cứu đã phát triển một cấu trúc cấy ghép có khả năng truyền tải hydro hiệu quả hơn 40.000 lần so với các phương pháp khác, chẳng hạn như uống nước giàu hydro hoặc hít khí hydro.

Theo bài viết, cấu trúc cấy ghép có thể giải phóng hydro chậm và bền vững trong tối đa một tuần, so với giới hạn 30 phút với nước giàu hydro. Nghiên cứu cho thấy việc điều trị kéo dài giúp sửa chữa các khuyết tật về xương ở chuột lớn tuổi.

Hydro hoạt động như một chất chống viêm với khả năng loại bỏ các nguồn gốc độc hại liên quan đến lão hóa. Hydro cũng được phát hiện là có tác dụng chống lão hóa phổ biến trên các tế bào và mô khác nhau.

He Qianjun, tác giả nghiên cứu từ Đại học Giao thông Thượng Hải, nói với trang SCMP rằng cấu trúc cấy ghép được phát triển để sửa chữa các khiếm khuyết về xương ở người già, nhưng một ngày nào đó có thể được dùng cho các bệnh và tình trạng khác liên quan đến tuổi tác, gồm cả bệnh Alzheimer.

“Chúng tôi đã phát triển phương pháp chủ yếu dựa trên việc khám phá ra các đặc tính chống lão hóa phổ rộng của hydro. Cấu trúc cấy ghép có tác dụng đáng kể trong việc thúc đẩy sự phát triển của xương so với kết cấu trống không, không tạo ra hydro”, He Qianjun viết trong một email gửi tới SCMP.

Lão hóa, sự suy giảm dần dần chức năng cơ thể khi chúng ta già đi, là một trong những nguyên nhân chính gây ra tình trạng và bệnh tật liên quan đến tuổi tác. Những năm gần đây, người ta cũng đã xác định được mối liên hệ giữa tình trạng lão hóa tế bào và tình trạng này.

Ở cấp độ tế bào, lão hóa có thể là nguyên nhân gây tổn hại DNA và làm mất các chức năng của chu kỳ tế bào như phân chia và tăng trưởng.

Theo bài viết, các tế bào cũng có thể tiết ra chất gây viêm, tạo ra một “môi trường vi mô lão hóa” khiến các mô và xương suy giảm khả năng tự sửa chữa.

Các nhà nghiên cứu cho biết tình trạng viêm dai dẳng và mất khả năng tái tạo này là “trở ngại chính cho việc sửa chữa mô hiệu quả” ở người cao tuổi.

Bài viết cho biết các phương pháp điều trị chống lão hóa hiện tại không thể điều chỉnh toàn bộ môi trường vi mô. Thế nhưng, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hydro có thể thay đổi môi trường vi mô lão hóa từ “kích thích viêm sang chống viêm”, hỗ trợ tái tạo khiếm khuyết xương.

Theo He Qianjun, hydro có thể tái tạo môi trường vi mô lão hóa trong giai đoạn đầu của tình trạng viêm và có “tác dụng liên tục trong quá trình sửa chữa xương sau này”.

Ông cho biết cấu trúc cấy ghép này an toàn sinh học, sử dụng các sản phẩm như ion metasilicate và canxi cũng như khí hydro.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra cấu trúc cấy ghép bằng hạt nano khử canxi, được thủy phân để lưu trữ hydro, phun lên thủy tinh xốp, hoạt tính sinh học và bọc trong một loại polyme phân hủy sinh học để ngăn nó phân hủy và giải phóng hydro quá nhanh.

Thiết bị này đã được thử nghiệm trên những con chuột 24 tháng tuổi (tương đương với 70 tuổi ở người) bị khuyết tật xương đùi. Cấu trúc cấy ghép có thể giải phóng hydro trong vòng 7 đến 9 ngày, một khoảng thời gian chưa được báo cáo với bất kỳ phương pháp nào khác, theo bài viết.

Theo He Qianjun, thử thách tiếp theo của nhóm là tạo ra kết cấu cấy ghép có thời gian giải phóng hydro thậm chí còn dài hơn – một sự phát triển có thể còn tốt hơn cho việc sửa chữa. Dù cần nhiều nghiên cứu hơn nhưng việc phát triển hơn nữa các vật liệu hiệu suất cao để cung cấp hydro là “rất quan trọng”.

Ông nói: “Chúng tôi tin rằng việc cung cấp hydro liên tục sẽ là công nghệ chống lão hóa phổ quát có thể điều trị các bệnh khác nhau liên quan đến lão hóa, gồm cả ngăn ngừa và điều trị các bệnh như Alzheimer”.​

Sơn Vân