Các phương pháp điều trị bệnh đái tháo đường type 2 chủ yếu dựa vào thay đổi lối sống, sử dụng thuốc hạ đường huyết hoặc phẫu thuật chuyển hóa. Tuy nhiên, thuốc có thể gây ra tác dụng phụ như rối loạn tiêu hóa, tăng cân, hạ đường huyết hoặc chi phí điều trị cao, trong khi phẫu thuật đòi hỏi kỹ thuật chuyên sâu và nguồn lực lớn. Từ thực tế trên, nhóm nghiên cứu tại Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh đã tiến hành sàng lọc dược liệu bản địa để tìm ra những loài cây có tiềm năng điều trị bệnh đái tháo đường type 2 nhờ cách tiếp cận ngược, bắt đầu từ hợp chất rồi truy tìm cây thuốc, giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và tăng độ chính xác so với cách “thử từng cây một”.

Nghiên cứu được tiến hành dựa trên việc khai thác cơ sở dữ liệu quốc tế LOTUS do các nhà khoa học Thụy Sĩ và Hà Lan cùng cộng đồng khoa học mở phát triển. Từ hàng trăm nghìn hợp chất tự nhiên trong cơ sở dữ liệu LOTUS, nhóm chọn ra 570 hợp chất có đặc tính giống thuốc.

Tiếp theo, các hợp chất được mô phỏng tương tác với thụ thể PPAR-γ, một protein giữ vai trò quan trọng trong cơ chế tăng nhạy cảm insulin, tức tăng khả năng giúp cơ thể sử dụng insulin hiệu quả hơn để đưa đường từ máu vào tế bào. Đây là một dạng phân tích trên máy tính, nhằm dự đoán xem phân tử hợp chất có thể “gắn” vào vị trí hoạt động của thụ thể PPAR-γ giống như chìa khóa vào ổ khóa hay không. Nếu sự gắn kết này diễn ra tốt, hợp chất có khả năng điều chỉnh hoạt động của thụ thể, từ đó ảnh hưởng đến các quá trình sinh học như kiểm soát đường huyết và chuyển hóa năng lượng.

Nhóm đã tải cấu trúc 3D của thụ thể PPAR-γ từ Ngân hàng dữ liệu Protein (Protein Data Bank - PDB), một kho lưu trữ quốc tế về cấu trúc phân tử sinh học. Sau đó, dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Discovery Studio Visualizer và AutoDock Tools, để tinh chỉnh và chuẩn bị cho bước mô phỏng docking (kiểm tra khả năng gắn kết giữa các hợp chất tự nhiên và thụ thể).

Kết quả, các tác giả đã chọn được 17 hợp chất có ái lực gắn kết cao với thụ thể PPAR-γ, thậm chí mạnh hơn cả một số hợp chất thuốc hiện có và từ đó truy ngược lại các loài dược liệu Việt Nam chứa những hợp chất này. Nhóm nghiên cứu đã xác định được 13 loài có phân bố trong nước, phần lớn chưa từng được nghiên cứu về khả năng điều trị đái tháo đường, bao gồm các loại dược liệu như thông đuôi ngựa, lim xanh, sa mộc, chè hồi, …

Nhóm nghiên cứu cho biết, cách tiếp cận “từ hợp chất đến cây thuốc” giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và tăng độ chính xác so với cách làm truyền thống “thử từng cây một”. Theo cách truyền thống, các nhà khoa học phải thử nghiệm trên hàng trăm mẫu cây mới hy vọng tìm thấy vài loài có hoạt tính đáng chú ý; trong khi cách tiếp cận mới chỉ tập trung vào những cây chứa hợp chất đã được chứng minh có khả năng gắn kết tốt với thụ thể PPAR-γ. Nhờ vậy, quá trình nghiên cứu rút ngắn từ vài năm xuống còn vài tháng, đồng thời giảm mạnh chi phí thử nghiệm và tăng cơ hội thành công.

Tuy nhiên, để biến các dược liệu tiềm năng thành sản phẩm điều trị chính thức, cần phải trải qua một chặng đường gồm các bước như định danh, chuẩn hóa nguồn dược liệu, chiết xuất, thử nghiệm trên tế bào, đánh giá độc tính và hiệu quả trên động vật, tiến tới thử nghiệm lâm sàng trên người.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu thu thập mẫu dược liệu đã sàng lọc, chiết xuất và thử nghiệm trên dòng tế bào mỡ 3T3-L1, vốn được sử dụng rộng rãi để đánh giá tác động lên nhạy cảm insulin hoặc tích lũy lipid - các yếu tố quan trọng trong đái tháo đường type 2. Theo đó, các nhà khoa học có thể kiểm tra khả năng tăng nhạy cảm insulin - một yếu tố then chốt trong kiểm soát đường huyết.