Một phân tử thuốc có thể được tìm thấy ở các vi khuẩn trong trầm tích, được tạo ra bởi bọt biển hoặc hải tiêu - những sinh vật bám vào đá hoặc mặt dưới của thuyền - hoặc bởi vi khuẩn sống cộng sinh trong ốc.

Nhưng một khi hợp chất tiết lộ tiềm năng điều trị bệnh Alzheimer hoặc động kinh, việc phát triển nó thành một loại thuốc thường mất một thập kỷ trở lên và tiêu tốn hàng trăm triệu USD.

“Giả sử bạn muốn chữa bệnh ung thư - làm sao bạn biết phải nghiên cứu cái gì?” - AFP dẫn lời ông William Fenical, giáo sư tại Viện Hải dương học Scripps - được coi là người tiên phong trong việc săn lùng các loại thuốc có nguồn gốc từ biển - cho biết.

Với ngân sách eo hẹp và ít sự hỗ trợ từ các công ty dược phẩm lớn, các nhà khoa học thường phải gánh vác các cuộc thám hiểm nghiên cứu khác.

Marcel Jaspars thuộc Đại học Aberdeen của Scotland cho biết các đồng nghiệp thu thập mẫu bằng cách thả một ống kim loại lớn trên một sợi cáp dài 5.000 mét "đâm" xuống đáy biển.

Lĩnh vực thăm dò biển tuy nhỏ nhưng đầy sáng tạo này đang được chú ý tại cuộc họp quan trọng của Liên Hợp Quốc về hiệp ước bảo vệ các vùng biển, có thể kết thúc trong tuần này với các quy tắc mới quản lý các khu bảo tồn biển quan trọng để bảo vệ đa dạng sinh học.

Daniel Kachelriess, đồng lãnh đạo của Liên minh vì Biển khơi (High Seas Alliance), cho biết các quốc gia từ lâu đã tranh cãi về cách chia sẻ lợi ích từ các nguồn gene biển trong đại dương mở - bao gồm các hợp chất được sử dụng trong thuốc, nhựa sinh học và chất ổn định thực phẩm.

Tuy nhiên, chỉ một số lượng nhỏ sản phẩm có nguồn gene biển tìm được đường vào thị trường, với chỉ 7 sản phẩm được ghi nhận vào năm 2019. Giá trị tiền bản quyền tiềm năng đã được ước tính khoảng 10 triệu đến 30 triệu USD một năm.

Nguồn gốc tự nhiên

Kể từ khi Alexander Fleming phát hiện ra một loại nấm mốc có khả năng tiêu diệt vi khuẩn mà ông gọi là penicillin vào năm 1928, các nhà khoa học đã nghiên cứu và tổng hợp các hợp chất hóa học được tạo ra bởi hầu hết các loài thực vật, động vật, côn trùng và vi khuẩn trên cạn để điều trị bệnh cho con người.

“Phần lớn thuốc kháng sinh và thuốc chống ung thư đến từ các nguồn tự nhiên” - giáo sư Fenical nói.

Trong một bước đột phá đầu tiên vào giữa những năm 1980, giáo sư Fenical và các đồng nghiệp đã phát hiện roi biển - loài san hô mềm mọc trên các rạn san hô ở Bahamas - chứa phân tử có đặc tính chống viêm.

Roi biển đã lọt vào mắt xanh của hãng mỹ phẩm Estee Lauder, và hãng đã phát triển để sử dụng trong các sản phẩm của mình vào thời điểm đó.

Nhưng số lượng roi biển cần thiết để nghiên cứu và tiếp thị hợp chất cuối cùng đã khiến Fenical từ bỏ động vật biển và thay vào đó tập trung vào vi sinh vật.

Các nhà nghiên cứu lấy trầm tích từ đáy đại dương và sau đó nuôi cấy vi khuẩn mà họ tìm thấy trong phòng thí nghiệm.

Năm 1991, giáo sư Fenical và các đồng nghiệp của ông đã tìm thấy một loại vi khuẩn biển chưa được biết đến trước đây có tên là Salinispora trong bùn ngoài khơi bờ biển Bahamas.

Hơn một thập kỷ nghiên cứu đã mang lại hai loại thuốc trị ung thư, một loại dành cho ung thư phổi và loại còn lại dành cho u nguyên bào thần kinh đệm. Cả hai đều đang trong giai đoạn cuối của thử nghiệm lâm sàng.

Biên giới mới

Carmen Cuevas Marchante - người đứng đầu bộ phận nghiên cứu và phát triển tại công ty công nghệ sinh học Tây Ban Nha PharmaMar - không ngạc nhiên với quy trình kéo dài đó.

Đối với loại thuốc đầu tiên của mình, họ bắt đầu bằng việc nuôi trồng và thu thập khoảng 300 tấn hải tiêu. Từ 1 tấn có thể phân lập được chưa đến 1 gram hợp chất để thử nghiệm lâm sàng.

Công ty hiện có ba loại thuốc điều trị ung thư đã được phê duyệt, tất cả đều có nguồn gốc từ hải tiêu và đã tinh chỉnh các phương pháp để tạo ra các phiên bản tổng hợp của các hợp chất tự nhiên.

Marchante cho biết, ngay cả khi mọi thứ diễn ra suôn sẻ, có thể mất 15 năm từ khi phát hiện ra đến khi đưa sản phẩm ra thị trường.

Nhìn chung, đã có 17 loại thuốc có nguồn gốc từ biển được phê duyệt để điều trị bệnh cho con người kể từ năm 1969, với khoảng 40 loại đang trong các giai đoạn thử nghiệm lâm sàng khác nhau trên khắp thế giới.

Những loại đã có trên thị trường bao gồm thuốc kháng virus herpes từ bọt biển và thuốc giảm đau mạnh từ ốc nón (cone snail), nhưng hầu hết đều điều trị ung thư.

Alejandro Mayer, giáo sư dược học tại Đại học Trung Tây Illinois, cho biết có "vô số" nghiên cứu ở giai đoạn đầu về các hợp chất có nguồn gốc từ biển đối với mọi căn bệnh từ sốt rét đến bệnh lao.

Các nhà khoa học cho biết điều đó có nghĩa là vẫn còn tiềm năng to lớn để tìm ra loại thuốc kháng sinh hoặc liệu pháp điều trị HIV tiếp theo. Thuốc có thể được tạo ra từ một sinh vật bị chôn vùi trong trầm tích đại dương hoặc lặng lẽ bám vào vỏ thuyền.

“Có một biên giới hoàn toàn mới ngoài kia” - giáo sư Fenical nói.