Các nhà khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST) đã phát hiện một chủng vi khuẩn sống trong hệ vi sinh đường ruột của loài ếch cây Nhật Bản có hoạt tính chống ung thư đầy triển vọng. Trong mô hình chuột mắc ung thư đại trực tràng, một liều tiêm tĩnh mạch duy nhất của chủng vi khuẩn này đã loại bỏ hoàn toàn khối u ở tất cả các động vật được điều trị. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Gut Microbes.

Mối liên hệ giữa hệ vi sinh vật đường ruột và ung thư ngày càng thu hút sự quan tâm của các nhà khoa học trong hơn một thập kỷ qua. Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu tập trung vào việc điều chỉnh hệ vi sinh thông qua chế độ ăn, men vi sinh hoặc cấy ghép hệ vi sinh vật đường ruột. Trong nghiên cứu này, nhóm khoa học lựa chọn một hướng tiếp cận khác: phân lập từng chủng vi khuẩn, nuôi cấy riêng và đánh giá trực tiếp khả năng chống ung thư của chúng sau khi đưa vào cơ thể.

Từ 45 chủng vi khuẩn tìm ra một ứng viên nổi bật

Điểm khởi đầu của nghiên cứu là quan sát nhận thấy các khối u tự phát tương đối hiếm gặp ở nhiều loài lưỡng cư và bò sát, dù chúng thường xuyên tiếp xúc với nhiều loại vi sinh vật và chịu các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Điều này khiến nhóm nghiên cứu đặt giả thuyết rằng hệ vi sinh vật đường ruột của các loài này có thể chứa những vi khuẩn mang đặc tính chống ung thư.

Nhóm do Giáo sư Eijiro Miyako lãnh đạo đã phân lập 45 chủng vi khuẩn từ hệ vi sinh đường ruột của ba loài động vật gồm ếch cây Nhật Bản (Dryophytes japonicus), sa giông bụng lửa Nhật Bản (Cynops pyrrhogaster) và thằn lằn cỏ Nhật Bản (Takydromus tachydromoides). Qua quá trình sàng lọc, chín chủng cho thấy hoạt tính chống khối u, trong đó Ewingella americana - một chủng vi khuẩn được phân lập từ hệ vi sinh đường ruột của ếch cây Nhật Bản - đạt hiệu quả nổi bật nhất.

Trong các thử nghiệm trên chuột mắc ung thư đại trực tràng, chỉ một liều tiêm tĩnh mạch duy nhất của E. americana đã loại bỏ hoàn toàn khối u ở toàn bộ động vật được điều trị. Hiệu quả này vượt trội hơn các liệu pháp đối chứng được sử dụng trong nghiên cứu, bao gồm thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch anti-PD-L1 và thuốc hóa trị liposomal doxorubicin. Đáng chú ý, khi các nhà nghiên cứu đưa tế bào ung thư trở lại cơ thể chuột, không con nào hình thành khối u mới, cho thấy liệu pháp có thể đã tạo ra đáp ứng miễn dịch ghi nhớ lâu dài.

Tác động kép và kết quả an toàn bước đầu

Theo nhóm nghiên cứu, E. americana phát huy tác dụng thông qua hai cơ chế bổ trợ. Thứ nhất, đây là vi khuẩn kỵ khí tùy nghi nên có thể phát triển trong cả môi trường giàu và nghèo oxy, cho phép chúng nhân lên bên trong các vùng thiếu oxy của khối u. Chỉ sau 24 giờ, số lượng vi khuẩn trong khối u tăng khoảng 3.000 lần. Đáng chú ý, vi khuẩn có xu hướng tích tụ chọn lọc trong mô ung thư nhờ môi trường thiếu oxy, hệ mạch máu rò rỉ và các đặc điểm chuyển hóa đặc trưng của khối u, trong khi hầu như không cư trú tại các mô bình thường. Thứ hai, vi khuẩn kích hoạt mạnh hệ miễn dịch, thúc đẩy sự xâm nhập của tế bào T, tế bào B và bạch cầu trung tính vào khối u để phối hợp tiêu diệt tế bào ung thư.

Các đánh giá ban đầu cũng cho thấy hồ sơ an toàn khá tích cực. Vi khuẩn được đào thải nhanh khỏi máu, với thời gian bán hủy khoảng 1,2 giờ và không còn được phát hiện sau 24 giờ. Nhóm nghiên cứu cũng không ghi nhận sự cư trú của vi khuẩn tại các cơ quan bình thường như gan, lách, phổi, thận và tim.

Tuy nhiên, các tác giả nhấn mạnh rằng toàn bộ kết quả hiện mới được chứng minh trên mô hình chuột và còn cần nhiều nghiên cứu tiếp theo trước khi có thể đánh giá khả năng ứng dụng trên người. Dẫu vậy, công trình cho thấy hệ vi sinh vật của các loài động vật vẫn còn là nguồn tài nguyên sinh học rất phong phú, có thể chứa nhiều vi khuẩn với tiềm năng phát triển thành các liệu pháp điều trị ung thư trong tương lai.

NPA (Theo Japan Advanced Institute of Science and Technology)