Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Hệ vi sinh vật là một tập hợp khổng lồ các vi khuẩn trong đường ruột của con người. Người ta ước tính rằng mỗi người mang khoảng 100 nghìn tỷ tế bào vi khuẩn thuộc vài nghìn loài khác nhau trong đường tiêu hóa của họ. Chúng được cho là có liên quan đến sự phát triển của các bệnh viêm đường ruột mãn tính, là nguyên nhân gây ra bệnh tiểu đường, béo phì, thậm chí các bệnh thần kinh như đa xơ cứng và cũng có thể là bệnh Parkinson - chưa kể đến bệnh trầm cảm và rối loạn tự kỷ.

Hệ vi sinh vật đã là trọng tâm của nghiên cứu trong 20 năm — kể từ khi một kỹ thuật mới có thể phân tích những vi khuẩn này một cách nhanh chóng và chính xác: giải trình tự thông lượng cao. Kể từ đó, ngày càng có nhiều phát hiện cho thấy hệ vi sinh vật, đôi khi còn được gọi là bộ gen thứ hai của con người, không chỉ có tầm quan trọng trung tâm đối với tiêu hóa mà còn ảnh hưởng, nếu không muốn nói là kiểm soát một số lượng lớn chức năng cơ thể. Trong đó, hệ thống miễn dịch được đề cập đặc biệt thường xuyên.

Hệ vi sinh vật ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch 
Hiện tại, Các nhà khoa học tại Đại học Würzburg và Marburg đã lần đầu tiên thành công trong thực nghiệm chứng minh rằng các chất chuyển hóa của vi khuẩn có thể làm tăng hoạt tính gây độc tế bào của một số tế bào miễn dịch và do đó ảnh hưởng tích cực đến hiệu quả của các liệu pháp điều trị khối u. Lý tưởng nhất là thành phần của các loài vi khuẩn trong quần xã vi sinh vật có thể được sử dụng để kiểm soát ảnh hưởng của nó đối với sự thành công của liệu pháp.
Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả nghiên cứu của mình trên tạp chí Nature Communications. Tiến sĩ Maik Luu, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Michael Hudecek tại Phòng khám Y khoa và Phòng khám Đa khoa II của Bệnh viện Đại học Würzburg, chịu trách nhiệm về phát hiện này. Một người khác tham gia là Giáo sư Alexander Visekruna từ Viện Vi sinh và Vệ sinh Y tế tại Đại học Philipps ở Marburg, nơi Luu đã thực hiện nghiên cứu trước khi chuyển đến Würzburg.

Axit béo làm tăng hoạt động của các tế bào sát thủ
"Chúng tôi đã có thể chứng minh rằng các axit béo chuỗi ngắn butyrate và đặc biệt là pentanoate có thể làm tăng hoạt tính gây độc tế bào của tế bào T CD8"- Maik Luu mô tả kết quả chính của nghiên cứu hiện đã được công bố. Tế bào T CD8 đôi khi còn được gọi là tế bào sát thủ. Là một phần của hệ thống miễn dịch, nhiệm vụ của chúng là đặc biệt tiêu diệt các tế bào có hại cho sinh vật.
Các axit béo chuỗi ngắn thuộc nhóm chất chuyển hóa ưu thế nhất của hệ vi sinh vật đường ruột. Một mặt, chúng có thể thúc đẩy sự trao đổi chất của các tế bào T bằng cách cảm ứng các cơ quan điều hòa trung tâm của quá trình chuyển hóa năng lượng. Mặt khác, chúng có thể ức chế các enzym cụ thể có chức năng điều hòa khả năng tiếp cận vật liệu di truyền và nhờ vậy giúp biểu hiện gen trong tế bào T. Bằng cách đó, chúng tạo ra những thay đổi biểu sinh.

Các mô hình khối u rắn được chống lại hiệu quả hơn
Luu giải thích: “Khi các axit béo chuỗi ngắn tái lập trình các tế bào T CD8, một trong những kết quả là tăng sản xuất các phân tử gây viêm và gây độc tế bào. Trong thử nghiệm, việc xử lí bằng axit béo pentanoate làm tăng khả năng chống lại mô hình khối u rắn của các tế bào T đặc hiệu  khối u . Nhà khoa học cho biết: “Chúng tôi có thể quan sát thấy hiệu ứng tương tự khi chống lại các tế bào khối u với tế bào CAR-T.
Tế bào CAR-T là "tế bào T chứa thụ thể kháng nguyên dạng khảm". Trong khi các tế bào T bình thường phần lớn "mù" với các tế bào khối u, các tế bào CAR T có thể nhận ra các kháng nguyên đích cụ thể trên bề mặt khối u và tiêu diệt các tế bào ung thư nhờ vào một sự biến đổi gen. Michael Hudecek là một trong những chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu tế bào CAR-T.

Kiểm soát mục tiêu thông qua thành phần của hệ vi sinh vật
Maik Luu cho biết: “Những kết quả trên là một ví dụ về cách các chất chuyển hóa của vi khuẩn đường ruột có thể thay đổi sự trao đổi chất và điều hòa gen của tế bào chúng ta và do đó ảnh hưởng tích cực đến hiệu quả của các liệu pháp điều trị khối u. Đặc biệt, việc sử dụng các tế bào CAR-T chống lại các khối u rắn có thể được hưởng lợi từ điều này.
Trong những trường hợp này, liệu pháp điều trị bằng tế bào biến đổi gen cho đến nay kém hiệu quả hơn nhiều so với điều trị các khối u huyết học như bệnh bạch cầu. Điều này có thể thay đổi nếu các tế bào CAR-T được xử lý bằng pentanoate hoặc các axit béo chuỗi ngắn khác trước khi được sử dụng cho bệnh nhân, các nhà khoa học hy vọng.
Tác động này đặc biệt có thể được khai thác thông qua thành phần của vi khuẩn đường ruột – khi Luu và những người khác tham gia nghiên cứu cũng có thể xác định được “nhà sản xuất” pentanoate chủ yếu của hệ vi khuẩn đường ruột: vi khuẩn Megasphaera massiliensis.
 
Một chặng đường dài để có thể ứng dụng trên lâm sàng
Tuy nhiên, vẫn còn một chặng đường dài phía trước khi những phát hiện mới sẽ đưa đến những liệu pháp điều trị mới cho bệnh nhân ung thư. Trong bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ bước đầu mở rộng phạm vi các bệnh khối u được nghiên cứu và ngoài các khối u rắn khác, cũng như xem xét các bệnh khối u huyết học như đa u tủy. Ngoài ra, họ muốn nghiên cứu hoạt động của các axit béo chuỗi ngắn một cách chuyên sâu hơn để xác định các điểm khởi đầu cho các chỉnh sửa gen được nhắm mục tiêu.

Nguồn: https://medicalxpress.com/news/2021-07-anti-tumor-agent-intestine.html