Các nhà khoa học Nhật Bản mới đây đã phát hiện một loại vi khuẩn sống trong đường ruột của loài ếch cây có khả năng tiêu diệt hoàn toàn khối u ung thư ở chuột chỉ sau một mũi tiêm.

Nghiên cứu do nhóm khoa học tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Nhật Bản (JAIST) thực hiện, tập trung vào hệ vi sinh vật của các loài lưỡng cư và bò sát. Đây là nhóm động vật hiếm khi xuất hiện khối u tự phát trong tự nhiên. Những khối u khi xuất hiện chủ yếu liên quan trực tiếp đến các yếu tố môi trường như ô nhiễm hoặc điều kiện nuôi nhốt nhân tạo.

Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng này không chỉ đến từ đặc điểm sinh học của tế bào mà còn có thể bắt nguồn từ hệ vi sinh vật đặc biệt sống trong cơ thể những loài này.

Động vật lưỡng cư và bò sát thường có tuổi thọ dài so với kích thước cơ thể của chúng và có khả năng chịu đựng căng thẳng tế bào cao trong quá trình biến đổi, tái tạo, cũng như sinh sống trong môi trường nhiều mầm bệnh. Đây vốn là những yếu tố thường làm tăng nguy cơ ung thư ở các loài khác.

Từ giả thuyết đó, nhóm nghiên cứu đã phân lập 45 chủng vi khuẩn từ ruột của ếch cây Nhật Bản, sa giông bụng đỏ Nhật Bản và thằn lằn cỏ Nhật Bản. Qua quá trình sàng lọc nghiêm ngặt, họ xác định được 9 chủng vi khuẩn có khả năng chống khối u rõ rệt, trong đó vi khuẩn Ewingella americana lấy từ ruột ếch cây cho hiệu quả mạnh mẽ nhất.

Theo nhóm nghiên cứu, vi khuẩn E.americana thể hiện khả năng gây độc tế bào rất cao và đặc biệt nhắm trúng khối u – đặc điểm thường thấy ở các vi khuẩn kỵ khí lưỡng nghi (facultative anaerobic bacteria).

Phân tích cơ chế cho thấy vi khuẩn này hoạt động theo hai hướng song song: trực tiếp tiêu diệt tế bào ung thư và đồng thời kích hoạt mạnh mẽ hệ miễn dịch của vật chủ. Quá trình này làm gia tăng sự tấn công phối hợp của tế bào T, tế bào B và bạch cầu trung tính, từ đó đẩy nhanh quá trình thoái triển khối u.

Trong thí nghiệm, các nhà khoa học tiêm một liều duy nhất E.americana qua đường tĩnh mạch cho chuột mắc ung thư đại trực tràng. Kết quả cho thấy toàn bộ khối u ở tất cả các cá thể được điều trị đều biến mất hoàn toàn. Đặc biệt, khi những con chuột này tiếp xúc trở lại với tế bào ung thư sau đó, không con nào hình thành khối u mới, cho thấy phản ứng miễn dịch bền vững và khả năng ghi nhớ miễn dịch lâu dài đã được kích hoạt.

Lý giải cho hiệu quả vượt trội này, nhóm nghiên cứu phát hiện vi khuẩn E.americana có xu hướng tự nhiên xâm nhập vào môi trường thiếu oxy bên trong các khối u rắn. Chỉ trong vòng 24 giờ, số lượng vi khuẩn tại khối u tăng gấp khoảng 3.000 lần, trong khi hầu như không xâm nhập hay gây ảnh hưởng đến các mô và cơ quan khỏe mạnh khác. Tại đây, vi khuẩn tiết ra các độc tố giúp trực tiếp ức chế và tiêu diệt sự phát triển của khối u.

Song song với đó, sự hiện diện của vi khuẩn kích hoạt phản ứng miễn dịch mạnh mẽ. Các khối u nhanh chóng bị thâm nhập bởi hàng loạt tế bào miễn dịch cùng với sự gia tăng các phân tử tín hiệu gây viêm, dẫn đến cái chết hàng loạt của tế bào ung thư. Hiệu quả này là kết quả của sự phối hợp giữa tác động trực tiếp của vi khuẩn và phản ứng tự nhiên của hệ miễn dịch vật chủ.

Các nhà khoa học nhấn mạnh rằng tính chọn lọc cao của E. americana là yếu tố then chốt. Vi khuẩn này chỉ tồn tại và phát triển trong môi trường đặc trưng của khối u, những nơi vốn thiếu oxy, mạch máu rò rỉ, trao đổi chất bị biến đổi và hàng rào miễn dịch bị suy yếu cục bộ. Chính sự kết hợp độc đáo của các yếu tố này tạo điều kiện cho vi khuẩn phát huy tác dụng mạnh nhất tại đúng “điểm nóng” cần tấn công.

Về mặt an toàn, các thử nghiệm cho thấy E. americana nhanh chóng bị đào thải khỏi máu và không còn phát hiện sau 24 giờ. Các phản ứng viêm chỉ mang tính tạm thời và biến mất trong vòng 72 giờ. Sau 2 tháng theo dõi, những con chuột được điều trị không xuất hiện dấu hiệu tổn thương nội tạng hay nhiễm độc mạn tính. Đáng chú ý, vi khuẩn này vẫn nhạy cảm với kháng sinh, cho phép can thiệp kịp thời nếu xảy ra biến chứng.

“Các đánh giá an toàn toàn diện cho thấy chủng vi khuẩn có nguồn gốc tự nhiên này có độc lực rất thấp và không gây tác dụng phụ đáng kể ở liều điều trị hiệu quả, vượt trội so với nhiều liệu pháp vi khuẩn biến đổi gen hiện nay”, nhóm nghiên cứu cho biết.

Dù kết quả rất hứa hẹn, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh đây mới chỉ là nghiên cứu tiền lâm sàng trên chuột. Mặc dù ung thư ở chuột và người có nhiều điểm tương đồng về mặt phân tử nhưng vẫn tồn tại những khác biệt quan trọng trong hệ miễn dịch. Tuy vậy, phát hiện này mở ra một hướng đi đầy triển vọng cho các liệu pháp ung thư mới dựa trên vi khuẩn tự nhiên.

Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thử nghiệm tính hiệu quả của E. americana đối với các loại ung thư khác như ung thư vú, ung thư tuyến tụy và u ác tính, đồng thời tối ưu hóa liều lượng và phương thức đưa vi khuẩn vào cơ thể. Họ cũng kỳ vọng phương pháp này có thể trở thành liệu pháp bổ trợ cho các hình thức điều trị miễn dịch và hóa trị hiện nay.

“Việc xác định thành công E. americana như một tác nhân chống ung thư tự nhiên đã đặt nền móng cho một phương pháp điều trị hoàn toàn mới”, nhóm nghiên cứu kết luận. “Những phát hiện này có thể mở đường cho các đột phá trong y học chính xác và mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân ung thư kháng thuốc”.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Gut Microbes.