Khi vi khuẩn như những tác nhân chống ung thư
Theo báo Sankei, trong các thí nghiệm trên chuột bị gây ung thư đại tràng, các nhà khoa học thuộc nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản (JAIST) đã dùng một mũi tiêm tĩnh mạch duy nhất khiến vi khuẩn của ếch cây tích tụ tại vị trí khối u và tấn công các tế bào ung thư. Sau đó, khối u đã biến mất hoàn toàn trong vòng 1-2 ngày. Còn vi khuẩn tự chết đi và không xâm nhập vào các cơ quan khác hay gây ra tác dụng phụ.
Nhóm chuyên gia mô tả, phát hiện về “loại vi khuẩn mang tính đột phá” có thể đem lại triển vọng điều trị ung thư. Đồng thời mở rộng nghiên cứu, xác minh mức độ hiệu quả của vi khuẩn này trong điều trị các loại ung thư khác, cũng như tìm kiếm các phương pháp sử dụng an toàn hơn, kết hợp liệu pháp vi khuẩn này với các phương pháp điều trị ung thư hiện nay.
Hiện ba phương pháp trụ cột trong điều trị ung thư là phẫu thuật, hóa trị và xạ trị. Trong những năm gần đây, liệu pháp miễn dịch – hoạt động bằng cách kích hoạt lại hệ thống miễn dịch của cơ thể, hệ thống phòng vệ tự nhiên chống lại các mối đe dọa từ bên ngoài – cũng nổi lên như một lựa chọn mới.
Một ví dụ điển hình là thuốc ức chế điểm kiểm soát miễn dịch, giúp ngăn chặn protein PD-1 vốn thường ức chế hoạt động miễn dịch. Từ đó nó khôi phục khả năng tự nhiên của hệ miễn dịch trong việc tấn công ung thư. GS Honjo Tasuku tại Đại học Kyoto, người có đóng góp vào sáng kiến chất ức chế này, cũng chính là nhà khoa học Nhật Bản từng được trao giải Nobel Sinh lý học và Y học năm 2018. Tuy nhiên, mặc dù liệu pháp miễn dịch khá hiệu quả đối với một số bệnh nhân, nhưng nó vẫn không hiệu quả với nhiều người. Những thách thức như giai đoạn ung thư, các tác dụng phụ liên quan đến hệ miễn dịch, hoặc chi phí cao.
Vì thế, giới khoa học Nhật Bản vẫn liên tục nghiên cứu các phương pháp tiếp cận mới, như việc sử dụng virus biến đổi gen để tiêu diệt tế bào ung thư và kích thích hệ miễn dịch, hoặc nhanh chóng tạo ra và truyền một lượng lớn tế bào miễn dịch có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng cảm ứng (tế bào iPS).
Phương pháp điều trị ung thư bằng vi khuẩn được coi là cách khá độc đáo. Thực tế, một số liệu pháp điều trị ung thư bằng vi khuẩn đã được nghiên cứu trên thế giới trong hơn 150 năm qua, nhưng mối quan tâm về cách điều trị này đã tăng mạnh trong vài năm gần đây. Các nhà nghiên cứu phát hiện, một số loại vi khuẩn có thể phát triển mạnh trong môi trường thiếu oxy và ức chế miễn dịch đặc trưng của khối u.
Tại Mỹ, một phương pháp điều trị sử dụng vi khuẩn lao sống, giảm độc lực (cũng được sử dụng trong vắc xin phòng lao) đã được phê duyệt vào năm 1991 để kích thích hệ miễn dịch ở bệnh nhân ung thư bàng quang. Các liệu pháp vi khuẩn khác cũng đang tiến đến giai đoạn thử nghiệm lâm sàng cuối cùng để ứng dụng thực tiễn. Ngược lại, các chế phẩm vi sinh không được sử dụng ở Nhật Bản và vẫn chưa được cấp phép theo quy định.
Nhiều nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc biến đổi gen các vi khuẩn như E. coli và Salmonella để làm suy yếu chúng, rồi biến chúng thành vật mang thuốc. Tuy nhiên, việc biến đổi gen mang lại những thách thức về quy định và chi phí. Ngoài ra, còn có nguy cơ các đặc tính của vi khuẩn có thể trở nên không ổn định trong quá trình nuôi cấy.
Với mục đích tìm kiếm các loại vi khuẩn tự nhiên không cần biến đổi gen, nhóm nghiên cứu Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản đã chuyển sang nghiên cứu động vật lưỡng cư và bò sát, những loài có rất ít trường hợp ung thư được ghi nhận. Họ đưa ra giả thuyết: chắc chắn phải có nguyên do nào đó khiến các loài này hiếm mắc ung thư.
Thí nghiệm của Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Nhật Bản
Nhóm nghiên cứu JAIST đã thu thập vi khuẩn từ ruột của ếch cây Nhật Bản, kỳ nhông bụng đỏ và thằn lằn cỏ Nhật Bản, phân lập được tổng cộng 45 chủng. Các chủng vi khuẩn này được tiêm tĩnh mạch cho chuột bị gây ung thư đại tràng, để đảm bảo chúng không gây ra tình trạng sức khỏe xấu đi đáng kể. Sau đó, tiến hành quy trình tỉ mỉ, thử nghiệm tác dụng của từng chủng đối với bệnh ung thư một cách riêng lẻ.
Kết quả sàng lọc cho thấy 9 chủng vi khuẩn có tác dụng chống khối u, trong đó có vi khuẩn E. americana. Tuy nhiên, mức độ và bản chất hiệu quả của các chủng này cũng khác nhau. Ví dụ, trong số các vi khuẩn có nguồn gốc từ ếch cây, một chủng không có tác động đáng kể. Ở một chủng khác, sự phát triển của khối u bị ức chế tạm thời, nhưng sau vài ngày lại tiếp tục tăng lên.
Còn một số loại vi khuẩn có nguồn gốc từ kỳ nhông bụng đỏ khiến khối u biến mất chỉ trong vài ngày sau khi tiêm. Tuy nhiên, khối u đôi khi tái phát theo thời gian, cho thấy những thách thức trong việc ngăn chặn u diễn tiến. Vi khuẩn từ thằn lằn cỏ Nhật Bản cũng ức chế sự phát triển của khối u trực tràng của chuột, mặc dù khả năng làm biến mất hoàn toàn của chúng khác nhau tùy thuộc vào chủng vi khuẩn.
Những thí nghiệm này cho thấy, việc lựa chọn cẩn thận các chủng vi khuẩn có vai trò quan trọng. Ngoài ra còn cần xem xét các yếu tố như hiệu quả và độ an toàn. Tuy nhiên, các nhà khoa học đánh giá, việc xác định được 9 chủng hiệu quả vừa là một phát hiện quý giá, vừa là điểm khởi đầu cho các nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.
Chủng vi khuẩn có độ mạnh vượt trội chống ung thư
Dựa trên các kết quả thí nghiệm này, nhóm nghiên cứu JAIST kết luận, trong số 9 chủng vi khuẩn được chọn, vi khuẩn E. americana được tìm thấy trong ruột của ếch cây cho thấy khả năng đặc biệt trong việc nhắm mục tiêu và tiêu diệt các tế bào ung thư đại trực tràng. Trong các thí nghiệm trên chuột, chỉ một liều tiêm tĩnh mạch duy nhất chứa vi khuẩn này đã tiêu diệt hoàn toàn các khối u ung thư đại trực tràng, đạt tỷ lệ đáp ứng hoàn toàn 100%. Mỗi con chuột được tiêm một liều 200 microlite, chứa khoảng 1 tỷ vi khuẩn.
Chủng vi khuẩn này cho thấy khả năng tiêu diệt khối u mạnh hơn cả các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch hiện được sử dụng rộng rãi và các loại thuốc chống ung thư tiêu chuẩn được thử nghiệm trong cùng điều kiện. Đây là một trong những lý do nhóm nghiên cứu mô tả nó là “mang tính đột phá”.
Vậy tại sao những vi khuẩn này lại có tác dụng chống ung thư? Mấu chốt nằm ở cơ chế tác động kép của chúng. Thứ nhất, chúng có khả năng tích tụ bên trong khối u và tấn công trực tiếp các tế bào ung thư. Trong vòng 24 giờ sau khi tiêm, số lượng vi khuẩn bên trong khối u tăng lên gấp khoảng 3.000 lần, cho phép tấn công nhanh chóng và hiệu quả.
Vi khuẩn tích tụ trong khối u vì chúng có thể phát hiện các chất đặc hiệu do tế bào ung thư tiết ra, rồi di chuyển về phía chúng. Hơn nữa, tế bào ung thư giải phóng các chất ức chế chức năng miễn dịch như chiến lược sinh tồn, trong khi các chủng vi khuẩn trên được cho là có cơ chế lợi dụng sự ức chế miễn dịch này, cho phép chúng né tránh các cuộc tấn công của tế bào ung thư và tập trung hiệu quả tiêu diệt trở lại.
Ngoài ra, còn là khả năng kích hoạt hệ thống miễn dịch của cơ thể. Sự hiện diện của vi khuẩn đóng vai trò như một chất kích thích, thu hút các tế bào miễn dịch như tế bào T, tế bào B và bạch cầu trung tính đến khối u, tăng cường tấn công các tế bào ung thư. Vi khuẩn xâm nhập vào khối u trước để khơi mào phản ứng, sau đó hệ thống miễn dịch sẽ ùa vào tham gia cuộc tấn công.
Phát hiện đầy hứa hẹn, nhưng cần thận trọng
Theo nhóm nghiên cứu JAIST, việc kiểm tra an toàn đóng vai trò quan trọng khi đưa vi khuẩn vào tĩnh mạch. Những vi khuẩn này đã nhanh chóng bị loại bỏ khỏi máu và trở nên không thể phát hiện được trong vòng 24 giờ. Mặc dù vi khuẩn trong máu có thể lưu thông khắp cơ thể, gan và lá lách hoạt động như một cái lưới, lọc chúng ra. Sau khi bị giữ lại, hệ thống miễn dịch sẽ xử lý vi khuẩn, làm giảm số lượng của chúng. Không có sự xâm nhập nào tại các cơ quan bình thường như gan hoặc thận. Phản ứng viêm nhẹ cũng trở lại bình thường trong vòng 72 giờ. Chuyên gia không quan sát thấy độc tính mãn tính nào trong suốt thời gian theo dõi suốt 60 ngày.
Tuy nhiên, thành công ở chuột chỉ là bước khởi đầu. Tính an toàn ở chuột không đảm bảo kết quả tương tự ở người. “Nếu sử dụng ở người, các thử nghiệm độc tính và an toàn phải được tiến hành hết sức thận trọng”, GS Miyako Eijiro tại JAIST cho biết. Nhưng việc chứng kiến các khối u biến mất vẫn mang lại tác động vô cùng lớn. “Tôi đã nghiên cứu về ung thư hơn 20 năm, nhưng chưa bao giờ thấy điều gì hiệu quả đến vậy”.
Hiện nhóm chuyên gia đang đứng trước ba thách thức đang chờ giải quyết. Thứ nhất, cần xác nhận liệu hiệu quả tương tự có thể đạt được đối với các loại ung thư khác, như ung thư vú, hoặc ung thư tuyến tụy hay không. Thứ hai, cần tìm hiểu các phương pháp điều trị an toàn và hiệu quả hơn, bao gồm chia liều hoặc tiêm trực tiếp vào khối u. Thứ ba, cần xác định xem việc kết hợp vi khuẩn này với các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch, hoặc các thuốc chống ung thư thông thường có thể tạo ra hiệu quả hiệp đồng không.
Ngoài ra, nếu phương pháp này thành công, cũng không có nghĩa là phải khai thác, tận diệt ếch cây trong tự nhiên. Vì một khi vi khuẩn được phân lập và bảo quản đúng cách, có thể nhân chúng lên vô hạn. Hơn nữa, vi khuẩn E. americana không có trong ruột của tất cả các con ếch cây. Những con được thu thập trong thí nghiệm hoàn toàn là do trùng hợp ngẫu nhiên. Điều quan trọng là biến chủng vi khuẩn này thành thuốc. “Chúng ta phải suy nghĩ kỹ về việc ứng dụng trong xã hội. Khi nói đến việc sử dụng cho con người, an toàn là điều tối quan trọng”, GS Miyako nhấn mạnh.
