Mối đe dọa ô nhiễm hạt nhân luôn hiện hữu trong trí tưởng tượng của công chúng, dù là do chiến tranh hay tai họa hạt nhân. (Nguồn: pixabay.com)
Hơn một năm trước, khi các lực lượng Nga chiếm đóng Nhà máy điện hạt nhân Zaporizhzhia ở Ukraine, cả hai bên đều cáo buộc, chỉ trích đối phương về các hành động liều lĩnh và phá hoại, khiến nhà máy có nguy cơ xảy ra tai họa hạt nhân. Giờ đây, sau ba thập niên nghiên cứu và phát triển, các khoa học gia đang thử nghiệm một loại thuốc có thể giúp loại bỏ các hạt phóng xạ khỏi cơ thể của người đã tiếp xúc với phóng xạ.
Mối đe dọa ô nhiễm hạt nhân luôn hiện hữu trong trí tưởng tượng của công chúng, dù là do chiến tranh hay tai họa hạt nhân. Thảm họa hạt nhân Chernobyl năm 1986 đã khiến 28 người chết vì nhiễm độc phóng xạ cấp tính, 350,000 người phải sơ tán và hàng ngàn người bị ung thư tuyến giáp. Và dù vụ tai nạn hạt nhân tồi tệ nhất ở Hoa Kỳ (Đảo Three Mile ở Pennsylvania) không gây ra nhiều ca ung thư như vậy, thì người ta vẫn đau đáu lo lắng cho an nguy của 53 nhà máy điện hạt nhân trên toàn quốc, đặc biệt là sau sự kiện ngày 11 tháng 9.
Rebecca Abergel, nhà hóa học vô cơ tại University of California, Berkeley and Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), cho biết ngay sau sự kiện đó, chính phủ Hoa Kỳ đã nỗ lực tài trợ cho nghiên cứu phát triển các phương pháp ứng phó y tế mới trước các mối đe dọa hạt nhân. Giờ đây, Abergel và các đồng nghiệp tại viện nghiên cứu SRI International ở California đã bắt đầu thử nghiệm lâm sàng HOPO 14-1, loại thuốc mới có hiệu quả khá tốt đối với các chất gây nhiễm độc phóng xạ như uranium và plutonium.
Các thử nghiệm trong Giai đoạn 1 sẽ tập trung kiểm tra độ an toàn của HOPO 14-1 trong một nhóm nhỏ đối tượng thử nghiệm là những người khỏe mạnh.
Các dạng bức xạ khác nhau
Tất cả chúng ta đều tiếp xúc với bức xạ ion hóa (ionizing radiation) – thuật ngữ chung cho bức xạ có khả năng tách các electron khỏi nguyên tử và phân tử. Tại sao? Bởi vì toàn bộ vũ trụ này đều chìm trong bức xạ ion hóa.
Khi một nguyên tử không bền phân rã, năng lượng được giải phóng thông qua bức xạ (radiation). Bức xạ có thể có nhiều loại, mỗi loại có các đặc điểm riêng. Thí dụ, tia gamma (gamma ray) là loại sóng điện từ có thể thâm nhập sâu vào cơ thể, nên thường được sử dụng trong lĩnh vực y tế, chẳng hạn như chụp quét hình ảnh hoặc các liệu pháp điều trị ung thư. Mặt khác, bức xạ alpha (alpha radiation) đến từ các hạt tích điện dương, năng lượng phóng ra từ các hạt nhân nguyên tử. Da của chúng ta có thể ngăn chặn các hạt này, nhưng khi các chất phát ra bức xạ alpha – như plutonium – xâm nhập vào bên trong cơ thể, chúng sẽ liên tục chiếu xạ vào các mô xung quanh, thấm vào xương và phá hủy các tế bào miễn dịch trong tủy xương, khiến chúng ta dễ bị nhiễm bệnh, ung thư và tử vong.
Thí dụ, bom bẩn (dirty bombs) làm phân tán các chất phóng xạ (như cesium hoặc uranium), chúng ta có thể hít vào hoặc bị nhiễm thông qua vết thương sâu, còn các vụ nóng chảy hạt nhân (tai nạn xảy ra ở lò phản ứng hạt nhân) có thể làm cho nước và không khí bị nhiễm iốt phóng xạ (radioactive iodine) và cesium.
Tuy nhiên, bức xạ gây hại cho chúng ta đến mức nào thì còn phụ thuộc vào liều lượng và thời gian tiếp xúc. Chụp cắt lớp (CT scan) có mức tiếp xúc khoảng 10 mSv, trong khi những người thường xuyên làm việc với bức xạ phải đảm bảo mức tiếp xúc trong giới hạn an toàn là 50 mSv mỗi năm. Tiếp xúc một lần ở mức 4,000 mSv thường sẽ gây tử vong, các liên kết trong DNA bị phá vỡ và nạn nhân sẽ bị suy nội tạng lan rộng.
Quan trọng là phải nắm rõ chúng ta có thể tiếp xúc bức xạ qua những con đường nào. Chúng ta có thể tránh hoặc che chắn bản thân khỏi các nguồn bức xạ bên ngoài như máy X-quang. Còn với trường hợp bị nhiễm từ bên trong, phải loại bỏ được các chất độc ra ngoài để ngăn chặn các tác hại của nó.
Phương pháp điều trị ngộ độc phóng xạ
Trong nhiều thập niên, một người bị nhiễm độc phóng xạ sẽ không có nhiều lựa chọn. Chẳng hạn như với trường hợp ngộ độc do các actinides – các kim loại phóng xạ, đất hiếm thường được sử dụng trong vũ khí nguyên tử và nhà máy điện hạt nhân – chỉ có thể được điều trị bằng một loại hóa chất gọi là diethylenetriamine pentaacetate (DPTA). Được FDA chuẩn thuận vào những năm 1960, DPTA là một chất chelate hóa (chelator) – các phân tử sẽ hấp thụ các kim loại độc hại và đưa chúng đến thận, thải ra khỏi cơ thể theo nước tiểu.
Nhưng DPTA đi kèm với những cảnh báo nghiêm trọng. Nó chỉ có hiệu quả với ba loại actinide: plutonium, americium và curium. Và phải điều trị nhanh chóng trong vòng 24 tiếng sau khi bị nhiễm, nếu không, hiệu quả của thuốc sẽ kém hơn nhiều vì chất phóng xạ đã thấm sâu vào các mô và cơ quan. Hơn nữa, cần phải có chuyên gia y tế để tiêm DPTA vào tĩnh mạch, cho nên việc triển khai phương pháp này trong tình hình có thương vong hàng loạt là không thực tế. Nhưng điều đáng lo ngại hơn là DPTA cũng có khuynh hướng hấp thụ luôn các khoáng chất thiết yếu mà cơ thể cần, như canxi và kẽm.
Lấy cảm hứng từ các hóa học gia ngoài thiên nhiên
Để tạo ra một chất chelator tốt hơn để hấp thụ các chất phóng xạ này, các khoa học gia đã tìm đến thiên nhiên – cụ thể là vi khuẩn và cách chúng vận chuyển sắt.
Sắt là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho nhiều sinh vật. Cho nên vi khuẩn đã phát triển các chất chelator đặc biệt để hấp thụ nó. Abergel giải thích: “Trong quá trình xâm nhập vào hệ thống vật chủ, vi khuẩn gửi ra các phân tử siderophores để cô lập sắt, tạo thành các phức hợp rất ổn định và đưa nó trở lại tế bào vi khuẩn.”
Lấy cảm hứng từ những vi sinh vật ‘hóa học gia’ này và sử dụng những điểm tương đồng về mặt hóa học giữa sắt và kim loại nặng, Kenneth Raymond và Patricia Durbin – cố vấn của Abergel tại UC Berkeley – bắt đầu thiết kế các chất chelator cho kim loại nặng từ ba thập niên trước.
HOPO 14-1 nổi lên như một ứng cử viên hàng đầu và hiện đang được thử nghiệm lâm sàng. Thuốc có khả năng hấp thụ mạnh các chất uranium, neptunium, plutonium, americium và curium. Những kim loại này có kích thước lớn, nên sẽ cần có một chất chelator “có thể bao bọc hoàn toàn xung quanh chúng.” Với bốn “móng vuốt” phân tử và hai vị trí liên kết trên mỗi móng vuốt, HOPO 14-1 có tới 8 chỗ để hấp thụ chất phóng xạ, giữ chặt nó và đưa nó đến ruột để thải ra ngoài theo phân.
Đồng thời, loại thuốc mới cũng không hấp thụ canxi hoặc các chất quan trọng khác. Điều này khiến nó ít độc hại hơn DPTA. Ngay cả khi thử nghiệm HOPO 14-1 với liều gấp 100 lần bình thường, các tế bào người được nuôi cấy trong đĩa vẫn tiếp tục hoạt động và có vẻ bình thường.
Và không giống như DPTA, HOPO 14-1 vẫn có hiệu quả khi được sử dụng trong vòng 48 tiếng trước hoặc 7 ngày sau khi tiếp xúc với bức xạ. Việc mở rộng khoảng thời gian hiệu quả điều trị của thuốc là rất quan trọng, vì thông thường “sau khi xảy ra các tai nạn, bệnh nhân có thể phải mất một thời gian mới được tiếp cận với thuốc.”
Nhưng có lẽ điều đáng vui mừng nhất là HOPO 14-1 có dạng thuốc viên. Điều này khiến cho nó sẽ trở thành giải pháp dễ dàng và thiết thực hơn những thứ khác hiện có. Thí dụ, thuốc viên có thể được thả vào các khu vực bị nhiễm phóng xạ để mọi người tự uống, mà không cần những người phản ứng đầu tiên phải đích thân mang thuốc vào.
Tuy nhiên, Abergel lưu ý rằng HOPO 14-1 sẽ không thể điều trị cho các nạn nhân của một vụ nổ hạt nhân như ở Hiroshima, vì họ bị chiếu xạ từ bên ngoài. Nhưng nó vẫn sẽ hữu ích cho những người ở đủ xa để tránh được vụ nổ ban đầu, nhưng vẫn nằm trong bán kính bao trùm của bụi phóng xạ.
Thuốc cũng có hiệu quả với các kim loại phóng xạ và độc hại khác
Để có thể bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng, công việc chuẩn bị đã kéo dài hàng thập niên với hàng loạt các tổ chức khác nhau, từ các phòng thí nghiệm, viện nghiên cứu vô vụ lợi, cho đến các cơ quan do chính phủ tài trợ.
Andrea DiCarlo-Cohen, giám đốc Radiation and Nuclear Countermeasures Program tại NIAID, cho biết HOPO 14-1 là một phần quan trọng của bài toán về hạt nhân, nhưng cũng là một trong một số các chiến lược mà NIAID tài trợ.
Trong khi đó, Rees và Abergel đang lập danh mục các mục đích sử dụng khác cho HOPO 14-1, chẳng hạn như chất chelator đối với các kim loại không phóng xạ nhưng vẫn độc hại như chì và cadmium. Trên thế giới có một phần ba trẻ em bị nhiễm độc chì, đây là một vấn đề lớn chưa được giải quyết.
Một ứng dụng tiềm năng khác của HOPO 14-1 là loại bỏ gadolinium. Đây là một thành phần của thuốc nhuộm tương phản được sử dụng trong MRI. Gadolinium từng được cho là vô hại, nhưng các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng gadolinium có thể tồn tại trong xương, não và các cơ quan khác – gây đau nhức, mất trí nhớ và các bệnh mãn tính khác. Các thử nghiệm trên chuột cho thấy, khi được sử dụng ngay trước hoặc ngay sau khi chụp cộng hưởng từ, HOPO 14-1 có thể ngăn tới 96% gadolinium lắng đọng trong các cơ quan của chuột. Và nếu việc loại bỏ gadolinium trở thành thông lệ lâm sàng phổ biến, thì các bệnh viện sẽ luôn phải có sẵn HOPO 14-1.
Theo Ryan Marino tại University Hospitals Cleveland Medical Center, HOPO 14-1 sẽ không xuất hiện trên thị trường trong tương lai gần. Ông giải thích: “Một trong những mối lo ngại của tôi là các phương pháp điều trị có thể rất khó khăn hoặc không phải lúc nào cũng có sẵn. Vì vậy, HOPO 14-1 có thể là một yếu tố thay đổi cuộc chơi.”
Nguyên Hòa biên dịch
Nguồn: “This pill could protect us from radiation after a nuclear meltdown” của Connie Chang, được đăng trên trang NationalGeographic.
Gửi ý kiến của bạn
