Biến vi khuẩn probiotic thành 'máy sản xuất thuốc' chống ung thư

Các nhà khoa học tại Đại học Chicago đã biến đổi một loại vi khuẩn probiotic có tên Bifidobacterium longum để nó có thể tập trung trong khối u tuyến tụy và sản xuất một phân tử kích thích miễn dịch ngay tại đó.

Thử nghiệm trên động vật cho thấy phương pháp này giúp làm chậm sự phát triển của khối u và hiệu quả còn tăng lên khi kết hợp với hóa trị, xạ trị hoặc liệu pháp miễn dịch.

gut-microbiome-probiotic-bacteria-hands-holding-intestines.jpg
Bifidobacterium longum được biến đổi để sinh ra miễn dịch chống ung thư tuyến tụy.

Điểm đặc biệt nằm ở khả năng “tìm đúng nơi” của vi khuẩn. Bifidobacterium là vi khuẩn kỵ khí, nghĩa là phát triển tốt ở môi trường ít oxy. Trong khi đó, bên trong nhiều khối u rắn, bao gồm ung thư tuyến tụy, thường tồn tại những vùng rất nghèo oxy.

Khi được đưa vào cơ thể, vi khuẩn khó phát triển ở các mô khỏe mạnh giàu oxy nhưng có thể tập trung và hoạt động bên trong khối u. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra chủng vi khuẩn mang tên BifidoSumIL-2.

Nó được thiết kế để sản xuất SumIL-2, một dạng biến đổi của interleukin-2 (IL-2) – phân tử có khả năng kích hoạt các tế bào T chống ung thư. Thông thường, IL-2 có thể kích thích mạnh hệ miễn dịch nhưng việc sử dụng trên toàn cơ thể có nguy cơ gây tác dụng phụ và đồng thời kích hoạt cả những tế bào miễn dịch có thể làm suy yếu phản ứng chống ung thư.

Vì vậy, các nhà khoa học tìm cách đưa phiên bản IL-2 được thiết kế lại trực tiếp vào khối u. Có thể hình dung hệ thống này giống như một nhà máy dược phẩm di động: vi khuẩn đóng vai trò phương tiện vận chuyển, tìm đến môi trường đặc biệt của khối u rồi sản xuất thuốc ngay tại chỗ.

bifidobacteria.jpg
Vi khuẩn Bifidobacterium sống trong đường tiêu hóa, âm đạo và miệng.

Trong các mô hình động vật, BifidoSumIL-2 tập trung tại khối u, làm tăng hoạt động của các tế bào T CD8+ – một trong những lực lượng quan trọng của hệ miễn dịch chống tế bào ung thư. Khối u phát triển chậm hơn và thời gian sống của động vật được cải thiện.

Đáng chú ý hơn, khi kết hợp vi khuẩn này với hóa trị, xạ trị hoặc thuốc miễn dịch anti-PD-L1, khả năng kiểm soát ung thư tốt hơn so với từng phương pháp riêng lẻ. Tuy nhiên, đây chưa phải phương pháp điều trị cho người. Nghiên cứu hiện mới được thực hiện trên mô hình động vật.

Các nhà khoa học vẫn phải đánh giá kỹ độ an toàn lâu dài, nguy cơ vi khuẩn tác động ngoài khối u, thời gian duy trì đáp ứng miễn dịch và khả năng đưa vi khuẩn vào cơ thể bằng đường uống trong tương lai.

Nghiên cứu được công bố trên Science Advances. Đây là một phần của hướng nghiên cứu đang được gọi là “bugs as drugs” – sử dụng vi khuẩn được lập trình như một loại thuốc sống.

Đường ruột hoạt động thế nào mỗi ngày?

Robot nano chạy bằng ánh sáng săn lùng và thu thập vi khuẩn

Nhóm nghiên cứu của Đại học Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU - Đức) do GS Bert Hecht dẫn đầu đã phát triển một giải pháp sử dụng lực do các photon riêng lẻ tạo ra để di chuyển các microdrone.

Các thiết bị này chứa tới 4 anten nano plasmonic. Những anten này hấp thụ ánh sáng có tần số cụ thể, sau đó phát ra ánh sáng đó theo một hướng nhất định. Việc chuyển hướng mỗi photon tạo ra một lực phản hồi nhỏ.

Bởi vì các máy microdrone này có khối lượng rất nhỏ, những lực cực nhỏ đó có thể tạo ra gia tốc và tốc độ đáng kể. Trong công trình nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã thu nhỏ kích thước của robot chạy bằng ánh sáng hơn nữa, tạo ra các thiết bị nhỏ hơn một micromet.

Nghiên cứu mạch sinh học kích hoạt vi khuẩn tạo ra chất bảo vệ cây

Các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã biến vi khuẩn thành những “transistor sống”, sau đó kết nối chúng thành các mạch có khả năng thực hiện phép tính.

Trong điện tử, transistor là linh kiện đóng vai trò như công tắc, kiểm soát dòng điện và là thành phần cơ bản để xây dựng các mạch logic. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một phiên bản tương tự trong thế giới sinh học: một số tế bào vi khuẩn có thể hoạt động như những transistor sống.

engineers-connect-bact.jpg
2 bảng mạch "sống" được các kỹ sử MIT tạo ra từ vi khuẩn.

Vi khuẩn đường ruột sẽ “ăn” lớp bảo vệ ruột nếu thiếu chất xơ

Khi chế độ ăn thiếu chất xơ, một số vi khuẩn trong đường ruột có thể chuyển sang sử dụng protein từ lớp chất nhầy bảo vệ thành ruột làm nguồn dinh dưỡng.

Các nhà khoa học tại Viện Nghiên cứu Ung thư Ludwig và Đại học Princeton đã thực hiện hai nghiên cứu nhằm tìm hiểu cách thức thức ăn ảnh hưởng đến hoạt động của hệ vi sinh đường ruột.

intestinal-villi-with-bacteria-and-viruses-in-human-digestive-system.jpg
Hệ vi sinh đường ruột sẽ có những hành động gây hại nếu ăn uống thiếu chất xơ.

Đọc nhiều nhất

Tin mới