Theo nghiên cứu mới trên tạp chí Environmental Research (Nghiên cứu Môi trường), các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện ra rằng, thứ gọi là chấm lượng tử carbon (CQDs) dựa trên axit caffeic có thể được tạo ra từ bã cà phê, có thể bảo vệ tế bào thần kinh trong não khỏi tổn thương do một số bệnh thoái hóa thần kinh gây ra.

Những CQDs này chỉ bảo vệ tế bào thần kinh chống lại tình trạng thoái hóa thần kinh nếu bệnh được gây ra bởi các yếu tố bao gồm béo phì, tuổi tác và tiếp xúc với thuốc trừ sâu cũng như các hóa chất độc hại khác trong môi trường.

Đồng tác giả bài báo Jyotish Kumar, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Khoa Hóa học và Hóa sinh tại Đại học Texas ở El Paso, cho biết: “Các CQDs dựa trên axit caffeic có khả năng biến đổi trong điều trị rối loạn thoái hóa thần kinh”.

Các bệnh thoái hóa thần kinh bao gồm bệnh Alzheimer - một dạng bệnh mất trí nhớ; bệnh Parkinson và bệnh Huntington, tất cả đều liên quan chủ yếu đến việc mất tế bào thần kinh hoặc tế bào não và dẫn đến mất chức năng não.

Hàng triệu người trên khắp nước Mỹ đang phải sống chung với những căn bệnh này, và chi phí chăm sóc cho họ lên tới hàng tỷ USD mỗi năm.

Những tình trạng này có thể là do di truyền hoặc do lối sống hoặc các yếu tố môi trường gây ra.

Các tình trạng thoái hóa thần kinh do môi trường gây ra thường có những đặc điểm giống nhau ở giai đoạn đầu, bao gồm mức độ gia tăng của các gốc tự do trong não - các phân tử có hại liên quan đến ung thư và các tình trạng khác - cũng như các protein hình thành amyloid bắt đầu tổng hợp, và có thể dẫn đến các mảng amyloid trong não. Mảng tích tụ amyloid là một trong những dấu hiệu đặc trưng của bệnh mất trí nhớ.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas ở El Paso phát hiện ra rằng, CQDs có tác dụng bảo vệ thần kinh trong các thí nghiệm trong ống nghiệm, dòng tế bào và các mô hình bệnh Parkinson khác trong đó tình trạng bệnh do thuốc trừ sâu paraquat gây ra.

CQDs hoạt động bằng cách loại bỏ các gốc tự do và ngăn chặn chúng gây ra thiệt hại, cũng như ức chế sự tổng hợp các mảnh protein amyloid.

Do đó, các nhà khoa học cho rằng, CQDs có thể được sử dụng trong giai đoạn đầu của bệnh thoái hóa thần kinh để ngăn chặn bệnh phát triển thêm.

Theo Mahesh Narayan, giáo sư tại Đại học Texas ở El Paso, thành viên của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia và đồng tác giả bài báo, di chứng của thoái hóa thần kinh là do nhiều yếu tố.

“Các protein cuộn gập sai và riêng biệt, các gốc tự do có thể được tạo ra. Cả hai trường hợp đều gây tổn thương đến tế bào thần kinh.

CQDs ở đây ngăn chặn cả sự sai lệch của protein và loại bỏ các gốc tự do, và do đó cho thấy các cơ chế can thiệp và bảo vệ tế bào thần kinh độc lập.

CQDs có thể có hiệu quả trong nhiều dạng thoái hóa thần kinh lẻ tẻ (vô căn) như Parkinson, Alzheimer, sa sút trí tuệ”.

CQDs đặc biệt phù hợp với vai trò này, vì axit caffeic có nguồn gốc từ chúng có thể xuyên qua hàng rào máu não, và do đó tác động lên các tế bào bên trong não, nơi tình trạng thoái hóa thần kinh gây ra nhiều tổn thương nhất.

CQDs là các hạt bán dẫn có đường kính chỉ vài nanomet, có một số tính chất kỳ lạ và đặc biệt có thể áp dụng trong sinh học, hóa học và vật lý”, giáo sư Narayan cho biết thêm.

CQDs này được chiết xuất từ bã cà phê bằng cách nấu chúng ở nhiệt độ 200 độ trong bốn giờ.

"Chúng tôi đã sử dụng phương pháp tiếp cận thân thiện với hóa học (Hóa học xanh) bắt chước nấu trong nước nóng cho phép axit caffeic được tái cacbon hóa thành các CQDs có nguồn gốc từ axit caffeic. Như đã đề cập, chúng có thể được điều chế bằng cách sử dụng chất thải hữu cơ khác", ông Narayan giải thích.

Các nhà nghiên cứu Mỹ hy vọng sẽ nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng của các CQDs này trong điều trị thoái hóa thần kinh, nhằm phát triển một loại thuốc có thể ngăn ngừa các tình trạng do môi trường gây ra.

“Bước tiếp theo sẽ là thử nghiệm CQDs trong mô hình động vật có xương sống mắc bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson”, vị giáo sư kết luận.