Đột phá mới từ chữa ung thư não bằng xạ khuẩn biển

Một loại thuốc mới đặc trị u nguyên bào thần kinh được khai thác từ một loại vi khuẩn được tìm thấy dưới đáy biển ở độ sâu 1.981m. Trung tâm y khoa thuộc Đại học California Irvine (UCI) đã tiến hành thử nghiệm đối với một loại thuốc đặc trị u nguyên bào thần kinh mới có nguồn gốc từ vi khuẩn biển.

Sức mạnh trị ung thư của xạ khuẩn biển

Con tàu ROV Hercules đang điềm tĩnh lượn qua vùng nước tối của Thái Bình Dương. Hoa tiêu lái tàu Hercules, Jessica Sandoval, nhận điều động từ tàu mẹ Nautilus, một chiếc tàu nghiên cứu được vận hành bởi Quỹ thám hiểm đại dương (OET) đang trôi ở cách đó 560 m. Ông Paul Jensen, một nhà khoa học từ Viện Hải dương học Scripps (Đại học California San Diego) đang để tâm tới những thứ nhỏ nhoi khi nhìn qua vai bà Sandoval vào ngày 30-10-2020.

20-4.jpg -0
Daniela Bota nghiên cứu về u nguyên bào thần kinh đệm. Ảnh: UCI Health

Những lớp trầm tích phủ trắng đáy đại dương và các động vật không xương sống bám trên bề mặt địa hình lại chứa vô số những sinh vật không thể nhìn thấy bằng mắt thường bao gồm cả vi khuẩn biển. Tuy nhỏ bé nhưng vi khuẩn biển đóng vai trò tái chế chất dinh dưỡng trong đại dương và cung cấp thức ăn cho các cơ chế sinh vật khác. Nhiều loài vi khuẩn biển còn tạo ra hóa chất để tự vệ chống lại kẻ săn mồi và vi sinh vật gây bệnh. 

Do cơ chế thu hút, phát hiện và tiêu diệt các vi khuẩn khác nên một số loài vi khuẩn biển cũng hữu ích cho con người như tạo ra thuốc chống khối u mạnh, kháng sinh, kháng virus và các loại thuốc khác. Ông Paul Jensen đã khám phá ra hàng tá các phân tử hữu ích tại những vùng biển nông thông qua tàu ROV Hercules khi thu thập mẫu tại độ sâu 2000 m dưới mặt biển. Vì vi khuẩn biển sâu thường xuyên phải thích ứng môi trường nên các hợp chất do chúng tạo ra thường rất độc đáo.

Đã có hơn 60% các hợp chất hoạt tính được tìm thấy trong các loài vi khuẩn cho đến nay và gần 3/4 trong số đó đã đến từ một lớp vi khuẩn duy nhất: Actinomycete (xạ khuẩn). Từ thập niên 1930 đến thập niên 1970 thường được coi là thời kỳ hoàng kim của kháng sinh, các nhà khoa học đã tìm ra vô số các loại thuốc mới có nguồn gốc từ xạ khuẩn sống trong đất bao gồm Tetracycline trị bệnh viêm phổi, Erythromycin trị các chứng nhiễm trùng tai và phần lớn các loại kháng sinh mà chúng ta đang có ngày hôm nay. Họ cũng phân lập các hợp chất xạ khuẩn đầu tiên có các đặc tính kháng u và tạo ra nhiều loại thuốc dùng để trị bệnh bạch cầu, ung thư hạch và một số loại ung thư khác. Tuy nhiên, sang thập niên 1980 khi mà nguồn cung hợp chất mới đang cạn kiệt thì các hãng dược phẩm bắt đầu đổ mắt tìm ra các loại xạ khuẩn mới.

20-1.jpg -0
Nautilus, tàu nghiên cứu được điều hành bởi quỹ thám hiểm đại dương (OET) và tàu ROV Hercules (trên biển) trong một chuyến đi săn loài vi khuẩn biển chữa ung thư. Ảnh: Ocean Exploration Trust/NautilusLive.

Năm 1988, Paul Jensen khi đó đang là một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm trẻ tuổi đã đồng hành cùng cộng sự là William Fenical, một nhà hóa học của Viện Scripps, cùng tập trung tìm kiếm các loại thuốc trong thiên nhiên. Tháng 6-1989, bộ đôi Fenical-Jensen đã đến vùng biển Bahamas để tiến hành thu thập các mẫu trầm tích đáy biển từ 15 địa điểm khác nhau tại độ sâu 33m.

Trở lại phòng thí nghiệm khi tiến hành nuôi các mẫu, 2 nhà khoa học cùng tìm thấy 289 đàn xạ khuẩn riêng biệt. Trong số các vi khuẩn, hai ông đã phát hiện một chi mới của loài khuẩn Salinispora chưa từng được nhìn thấy trên đất liền. Họ cũng tìm thấy loài khuẩn Salinispora chỉ sống trong nước mặn.

Khi làm việc với nhóm đồng nghiệp, cuối cùng ông Jensen đã xác định có 2 loài khuẩn Salinispora trong các mẫu vật Bahamas, cả hai đều tạo ra những hợp chất hoạt tính độc đáo.

20-2.jpg -0
Johanna Gutleben, nhà nghiên cứu thuộc nhóm của ông Paul Jensen. Ảnh: Stephanie Stone.

Một trong số đó là loài khuẩn S. tropica đã tạo ra một phân tử làm thay đổi hoàn toàn nghề nghiệp của hai ông. Khi ông Fenical thử nghiệm nó với một dòng tế bào ung thư ruột kết bất trị ở người thì hợp chất đã làm nên kết quả mỹ mãn. Tại Viện Ung thư quốc gia Mỹ (NCI), khi tiến hành xét nghiệm hợp chất mới với 60 tế bào ung thư khác nhau, kết quả thật bất ngờ: Hợp chất mà hai ông đặt tên là Salinosporamide A đã chống lại một số dòng ung thư, còn những dòng khác thì không.

Ông Paul Jansen giải thích: “Hình như nó có sự chọn lọc bởi vì nếu nó giết sạch mọi tế bào ung thư  thì đồng nghĩa cũng sẽ “thanh toán” luôn mọi tế bào phi ung thư”. Có vẻ như hai ông đã nhắm đến một loại thuốc mới trong tầm tay: một hợp chất có thể nhắm mục tiêu khối u mà không giết người mang nó.

Cuộc hành trình của các loại thuốc từ biển cả 

Trong khuôn viên của Viện Hải dương học Scripps có sự hiện diện của Johanna Gutleben, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ được giao nhiệm vụ tách chiết ADN. Là người gốc Áo đã dọn đến San Diego vào tháng 11-2020, vì đại dịch COVID-19 mà Gutleben vẫn chưa gặp ông Jensen nhưng bà đã làm quen tốt với các giao thức của ông. Tại Viện Scripps có một tòa nhà nhỏ được dùng làm phòng thí nghiệm.

Gutleben lôi ra một cái thùng nhựa có chứa một mẫu san hô bong bóng màu hồng (Paragorgia arborea) cùng một miếng bọt biển mà cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa xác định được nó là gì. Trở lại phương pháp nghiên cứu của ông Paul Jensen cùng các công cụ đã làm đổi thay hoạt động nghiên cứu của ông kể từ lần đến Bahamas. Lần đầu khi nghiên cứu với khuẩn Salinispora, ông đã tiến hành các kỹ thuật nuôi cấy nhằm cô lập các chủng và quan sát những hợp chất hoạt tính của chúng. 

20-3.jpg -0
Khuẩn Salinispora tropica có thể được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Ảnh: Stephanie Stone.

Năm 2001, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản đã giải mã bộ gene của vi khuẩn Streptomyces và khám phá ra rằng nó chứa nhiều hợp chất hơn thứ mà họ biết từ các nghiên cứu nuôi cấy. Thông qua giải mã bộ gene đã cho phép các nhà khoa học dự báo cả loại phân tử mà sinh vật có thể tạo ra cùng các con đường mà những hợp chất này sẽ hoạt động ngay trong tế bào, thông tin này sẽ rất hữu ích cho công tác nuôi cấy trong tương lai.

Cũng ngay trong năm 2001, ông Paul Jensen và các đồng nghiệp đã giải trình tự bộ gene khuẩn S. tropica và tìm thấy gần 10% ADN của nó (tỷ lệ phần trăm lớn nhất được biết đến từ các loài) sản sinh ra 17 hợp chất hoạt tính mà phần lớn lại không được tiết lộ thông qua nuôi cấy. Ngày hôm nay, ông Jensen, bà Gutleben, cùng các thành viên khác trong nhóm thậm chí còn tạo ra nhiều công cụ hơn để lần ra thêm các phân tử. Họ có thể khai thác tất cả các phân tử trong cùng những mẫu đó nhằm tìm ra những cấu trúc hóa học phù hợp với các hướng dẫn lắp ráp trong những cụm gene.

Kể từ phát hiện ban đầu về chất ức chế Salinosporamide A, các nhà khoa học ở Viện Scripps đã tìm thấy hơn 100 hợp chất hoạt tính. Khi thời kỳ hoàng kim của sản xuất kháng sinh bắt đầu suy yếu trong thập niên 1970 thì những chương trình phát triển thuốc có nguồn gốc tự nhiên cũng khô héo theo. Được thúc đẩy bởi niềm tin rằng các nguồn vi khuẩn đang bị khai thác quá mức, phần lớn các hãng dược phẩm dần chuyển hướng sang tạo ra các hợp chất tổng hợp. Tại thời điểm hai ông Fenical và Jensen nhìn thấy cách thức hoạt động của hợp chất Salinosporamide A chống lại các dòng ung thư của NCI thì những sản phẩm tự nhiên đã không còn được ưa chuộng, đến mức nhiều nhà khoa học đã không thể thuyết phục việc thành lập công ty để phát triển hợp chất. Cuối cùng, đến năm 1998, hai ông mới dảm bảo được nguồn tài chính để tự thành lập công ty của riêng mình: Nereus Pharmaceuticals (viết tắt NP).

Ở NP, các nhà khoa học đã đưa hợp chất Salinosporamide A thông qua các bước tiêu chuẩn hóa của nó. Họ biết rằng hợp chất này hoạt động bằng cách nhắm mục tiêu vào Proteasome của tế bào (một dạng thùng xử lý rác có chức năng nhai các protein đã qua sử dụng) phòng ngừa nó hoạt động, cuối cùng làm tắc nghẽn và giết chết tế bào. Các nhà khoa học thừa nhận rằng đây là con đường quan trọng để tiêu diệt chứng ung thư tủy xương (hay chứng u tủy), vì thế Công ty NP đã tập trung diệt căn bệnh này.

Đến năm 2007, họ sử dụng Salinosporamide A (còn gọi là Marizomib) để thử nghiệm lâm sàng giai đoạn 2 đối với các bệnh nhân mắc đa u tủy. Cách hoạt động của NP đã thu hút sự chú ý của Daniela Bota (sinh viên Khoa Ung thư thần kinh tại Đại học Duke ở Bắc Carolina), khi cô tham dự hội nghị hằng năm của Hiệp hội Nghiên cứu ung thư Mỹ (AACR). Bota đang tìm kiếm các phương pháp để trị u nguyên bào thần kinh đệm tiềm năng và thuốc Marizomib đã khiến cô bị mê hoặc.

Dù đã có những thành công trong tiêu diệt đa tế bào u tủy nhưng nhiều bệnh nhân trải qua lâm sàng đã báo cáo về những tác dụng phụ thần kinh tạm thời bao gồm hoa mắt và suy giảm khả năng nói. Trong vòng vài năm nghiên cứu của Bota về tế bào gốc u nguyên bào thần kinh đệm đã thuyết phục cô tập trung vào việc ức chế Proteasome như là một chiến lược hứa hẹn cho việc nhắm các khối u của chứng bệnh này.

Nhưng, trở ngại ở đây là không có chất ức chế Proteasome nào sẵn có, có thể vượt qua hàng rào máu não để ứng chế u nguyên bào thần kinh đệm khi chúng lớn lên. Và Bota liền sau đó suy nghĩ đến công trình khoa học của Công ty NP, cô gọi cho công ty và đề xuất một nỗ lực chung thử nghiệm Marizomib trên u nguyên bào thần kinh đệm. Tới năm 2012, do thiếu hụt tài chính nên NP đã bị bán cho Tập đoàn Triphase (gọi tắt là Triphase). Năm 2016, marizomib đạt được tiến bộ trong giai đoạn 2 thử nghiệm lâm sàng và hãng dược Celgene Corporation đã mua thuốc của Triphase.

Nguyễn Thanh Hải

Các tin khác

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.

Khi AI bước vào chiến trường

Khi AI bước vào chiến trường

Quân đội Mỹ đang phát triển các mô hình AI được huấn luyện dựa trên dữ liệu từ nhiệm vụ thực tế, với mục tiêu triển khai một chatbot AI (trí tuệ nhân tạo) dành riêng cho binh sĩ, cho thấy tham vọng đẩy nhanh ứng dụng AI trong quân sự.

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Những bí mật không thể xóa trong dữ liệu ADN

Ngày 23/3/2025, công ty xét nghiệm gen 23andMe nộp đơn xin bảo hộ phá sản theo Chương 11 tại Tòa Phá sản Mỹ khu vực Đông Missouri. Trong vòng 24 giờ, lượng truy cập vào trang web của công ty tăng 526%. Không phải vì khách hàng muốn đọc thông báo phá sản, mà vì hàng triệu người đổ xô vào trang hỗ trợ với một mục đích duy nhất: xóa dữ liệu ADN của mình trước khi chúng bị chuyển giao trong một thương vụ phá sản. Nhưng câu hỏi mà không ai trong số họ có thể trả lời được là: liệu xóa có còn kịp không?

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Bộ xương giả và 41 năm tự đánh lừa của khoa học Anh

Suốt 41 năm, giới khoa học và công chúng đã đặt niềm tin vào một “sự thật” mang tên “Người Piltdown”. Vụ lừa đảo kinh điển này không chỉ phơi bày sự xảo quyệt của một cá nhân, mà còn là lời cảnh báo sâu sắc về những điểm mù của tri thức khi bị dẫn dắt bởi thiên kiến xác nhận và lòng tự tôn dân tộc thái quá.

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Bom không nổ hủy diệt hệ thống điện

Lực lượng Nga tại các khu vực tạm chiếm thuộc vùng Donetsk tuyên bố rằng, lực lượng Ukraine đã sử dụng máy bay không người lái (UAV) trang bị bom graphite (than chì) trong các cuộc tấn công ban đêm. Điều này làm dấy lên nhiều câu hỏi về loại vũ khí này, lý do tại sao chúng có thể hiệu quả, và loại máy bay không người lái nào của Ukraine có khả năng mang loại vũ khí này?

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Vũ khí “Made in Japan” mở đường tiến ra thị trường toàn cầu

Sau nhiều thập kỷ tự ràng buộc bởi các chính sách hạn chế nghiêm ngặt, Nhật Bản đã chính thức dỡ bỏ rào cản xuất khẩu vũ khí sát thương. Bước ngoặt này mở ra vận hội mới cho ngành công nghiệp quốc phòng Nhật Bản và đưa các sản phẩm "Made in Japan" vào thị trường vũ khí toàn cầu - một thị trường mà Tokyo chưa từng thực sự đặt chân vào kể từ sau Thế chiến II.

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Koral - Tên lửa đất đối không của Ukraine

Tên lửa đất đối không Koral (đôi khi cũng được viết là Coral) dường như đã ra mắt công chúng như một phần trong loạt hệ thống vũ khí nội địa mới của Ukraine được giới thiệu gần đây.

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Những thử nghiệm độc đáo của NASA trong không gian

Các thí nghiệm trên tàu con thoi vũ trụ đã chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella, một nguồn gây ngộ độc thực phẩm phổ biến và đôi khi gây tử vong, trở nên độc hại hơn trong không gian. Đó là nghiên cứu được thực hiện trên chuyến bay STS-115 của tàu Atlantis năm 2006 và STS-123 của tàu Endeavour hai năm sau đó...

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Báo động tình trạng ma túy xâm nhập học đường

Những lọ tinh dầu nhỏ gọn, mang vẻ ngoài vô hại như dung dịch thuốc nhỏ mắt hay tinh dầu thuốc lá điện tử đang trở thành lớp vỏ ngụy trang tinh vi cho các chất ma túy thế hệ mới. Không chỉ dừng lại ở việc sử dụng, mà đau lòng hơn, nhiều em học sinh còn mua bán, tàng trữ ngay trong môi trường học đường, gióng lên hồi chuông cảnh báo về tình trạng mua bán ma túy ngày càng trẻ hóa.

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Hiệu quả chuyển đổi số trong công tác tuyển sinh đầu cấp

Những ngày gần đây, các địa phương trên cả nước đang tất bật triển khai công tác tuyển sinh đầu cấp. Với thành phố đông dân, tập trung nhiều trường học như Thủ đô Hà Nội, công tác tuyển sinh càng được chú trọng thay đổi; từ khâu đăng ký dự thi, tra cứu thông tin đến công bố kết quả triển khai đồng bộ các nền tảng trực tuyến, mang lại sự thuận tiện và minh bạch hơn cho phụ huynh, học sinh.