Vi khuẩn Spongiibacter nanhainus và tiềm năng “trị bệnh”
Trong một nghiên cứu mới, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đã phát hiện thấy EPS3.9, một loại đường chuỗi dài được tạo ra bởi vi khuẩn Spongiibacter nanhainus dưới đại dương sâu thẳm và họ hàng gần của chúng có thể hữu ích cho nhiều nghiên cứu khoa học. Các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên chuột mắc ung thư gan, EPS3.9 không chỉ ngăn chặn tế bào ung thư phát triển mà còn có thể tiêu diệt chúng.
Trong vùng biển sâu lạnh giá và không ánh sáng, để tồn tại, vi khuẩn đã tiến hóa trong hoàn cảnh cạnh tranh khốc liệt để tồn tại và phục hồi. Một số loài tạo ra vũ khí hóa học, các phân tử phức tạp giúp chúng chống lại đối thủ. Trong những vũ khí này, khoa học vừa tìm thấy một công cụ có thể giúp con người chống lại kẻ thù khác, đó là ung thư.
Khoa học bắt đầu nghiên cứu vi khuẩn này từ năm 2024, phát hiện thấy nó có tác dụng ức chế nấm nông nghiệp và vi khuẩn gây bệnh ở người, kể cả các mầm bệnh kháng thuốc khét tiếng. Giờ đây, trong một nghiên cứu mới, CAS còn phát hiện thấy EPS3.9 không chỉ ngăn chặn khối u phát triển mà còn kích hoạt phản ứng miễn dịch, chỉ cho hệ miễn dịch biết vị trí nào của ung thư cần tấn công.
EPS3.9 hoạt động bằng cách kích hoạt pyroptosis, một dạng chết tế bào được lập trình "hoạch hóa mạnh”. Tế bào sưng lên, vỡ ra và giải phóng các phân tử gây viêm hoạt động như tín hiệu cấp cứu, triệu tập các tế bào miễn dịch đến vị trí đó.
Đây là một hiện tượng hoàn toàn khác với apoptosis, một dạng tế bào chất được lập trình rất quan trọng cho sự phát triển bình thường. Các tế bào ung thư phá vỡ apoptosis và nhân lên một cách không kiểm soát. Nói cách khác, pyroptosis khác với apoptosis - đặc trưng bởi tình trạng viêm và giải phóng các phân tử tín hiệu kích hoạt hệ thống miễn dịch. Phản ứng viêm này lại có lợi trong liệu pháp điều trị ung thư, vì nó không chỉ loại bỏ tế bào ung thư mà còn kích hoạt hệ thống miễn dịch của cơ thể để tấn công khối u.
Khả năng gây ra pyroptosis của EPS3.9 mang đến một chiến lược đầy hứa hẹn đối với các loại ung thư kháng thuốc, vì nó kết hợp việc tiêu diệt khối u trực tiếp với việc kích hoạt hệ thống miễn dịch.
Triển vọng thuốc trị ung thư từ… đại dương
Pyroptosis thường được kích hoạt bởi nhiễm trùng do vi khuẩn và liên quan đến viêm. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nó cũng nổi lên như một liệu pháp điều trị ung thư đầy hứa hẹn. Bằng cách tiêu diệt tế bào khối u một cách ồn ào và hỗn loạn như vậy, nó cũng có thể cảnh báo hệ thống miễn dịch tham gia tấn công. Các tế bào ung thư dựa vào việc trốn tránh hệ thống miễn dịch, vì vậy điều này giống như đang gióng lên hồi chuông cảnh báo cho chúng. "Nghiên cứu của chúng tôi không chỉ cung cấp cơ sở lý thuyết để phát triển thêm các loại thuốc dựa trên carbohydrate mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc khám phá các nguồn tài nguyên vi sinh vật biển", Tiến sĩ Chaomin Sun, trưởng nhóm nghiên cứu ở CAS nói với các nhà báo.
Hiện tại, hợp chất này đã tiêu diệt các tế bào ung thư trong phòng thí nghiệm và trên chuột. Trong các thử nghiệm với tế bào ung thư bạch cầu ở người, EPS3.9 đã gây ra cái chết tế bào trên diện rộng. Ở chuột, nó làm co đáng kể khối u gan và kích hoạt hoạt động miễn dịch chống khối u. Vẫn còn một chặng đường dài để đảm bảo điều này an toàn và hiệu quả trong các thử nghiệm lâm sàng, nhưng đây đích thực là một hướng đi hứa hẹn.
Các liệu pháp điều trị ung thư hiện đại ngày càng tìm đến sự hỗ trợ của hệ miễn dịch. Các liệu pháp miễn dịch, chẳng hạn như chất ức chế điểm kiểm soát và tế bào CAR-T, đã cách mạng hóa việc điều trị cho một số bệnh nhân. Nhiều khối u khó phát hiện, nhưng EPS3.9 lại mang đến một phương pháp tiếp cận khác - tiêu diệt tế bào ung thư theo cách khiến chúng không thể bị bỏ qua. Bằng cách khiến các tế bào bùng phát và phát ra các tín hiệu nguy hiểm, hợp chất này có thể giúp cảnh báo hệ miễn dịch về những khối u mà nếu không sẽ bị bỏ qua.
Các vi khuẩn biển như Spongiibacter cũng là một nguồn tài nguyên chưa được khai thác rộng rãi. Sự sống trong môi trường khắc nghiệt buộc chúng phải tiến hóa theo những phản ứng hóa học khác thường. Trong vài thập kỷ qua, các nhà khoa học đã tìm thấy kháng sinh, thuốc kháng vi-rút và chất chống ung thư trong các sinh vật biển, từ bọt biển đến vi khuẩn. Khám phá của EPS3.9 bổ sung thêm vào danh sách nói trên.
Nếu EPS3.9 chứng minh được tính an toàn và hiệu quả ở người, nó có thể mở đường cho một loại liệu pháp điều trị ung thư hoàn toàn mới dựa trên carbohydrate, các phương pháp điều trị không chỉ tiêu diệt khối u mà còn kích hoạt hệ thống phòng thủ của cơ thể để tiếp tục cuộc chiến.
Vi khuẩn “hít thở” tạo ra điện 
