RUỘT TRONG VIÊN NANG – HỆ VI SINH NHƯ VIÊN THUỐC

Ngày 10/06/2023

Kỹ sư hóa học Pitt Tagbo Niepa nhận 2 triệu đô la về Giải thưởng Sáng tạo mới của Giám đốc Viện Sức Khỏe Quốc Gia (INH) do công trình nghiên cứu của ông về điều khiển hệ vi sinh người phục vụ chữa bệnh.

Cơ thể con người là nơi sinh sống của hàng trăm loài vi sinh vật đa dạng có ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe và tuổi thọ của con người. Những sinh vật cực nhỏ này tạo nên hệ vi sinh vật của con người và cộng đồng vi khuẩn của mỗi người là duy nhất.

Cơ thể khỏe mạnh có sự cân bằng có lợi giữa vi khuẩn "tốt" và "xấu", được gọi là sự cộng sinh. Nhưng rối loạn vi khuẩn xảy ra khi vi khuẩn xấu đông hơn vi khuẩn tốt - có thể gây ra một căn bệnh. 

NGHIÊN CỨU CỦA TAGBO NIEPA

Điều gì sẽ xảy ra nếu bằng cách nào đó chúng ta có thể lưu giữ hệ vi sinh vật của mình khi chúng ta khỏe mạnh và sử dụng nó để khôi phục lại sức khỏe cơ thể khi chúng ta ốm, do hệ vi sinh vật của chúng ta rơi vào tình trạng rối loạn?

Tiềm năng này là động cơ thúc đẩy nghiên cứu bởi Tagbo Niepa, trợ lý giáo sư kỹ thuật hóa học tại Đại học Pittsburgh. Nghiên cứu của ông về việc sử dụng hệ vi sinh vật để cải thiện sức khỏe con người đã nhận được Giải thưởng Nhà sáng tạo Mới trị giá 2 triệu đô la từ Viện Sức Khỏe Quốc gia, nơi hỗ trợ "các nhà khoa học đặc biệt sáng tạo đề xuất các nghiên cứu có tác động lớn."

Về nghiên cứu này, phòng thí nghiệm MicroBioInterface của Niepa đang phát triển một loại viên nang trong đó lưu giữ một cộng đồng vi sinh vật, cho phép chúng sinh sôi nảy nở trong một môi trường rất giống với môi trường tự nhiên của nó. Những viên nang nuôi cấy nano này được sử dụng để chứa mẫu hệ vi sinh vật của một người khi họ khỏe mạnh, lưu trữ nó trong "ngân hàng" và cho phép người đó lấy hệ vi sinh lưu trữ trong viên nang để khôi phục hệ vi sinh vật đường ruột của mình khi mắc bệnh.

"Với công nghệ này, chúng tôi thực sự có thể thu thập và lưu trữ các mẫu từ những người khỏe mạnh, sàng lọc chúng để hiểu thành phần hệ vi sinh vật của chúng, sau đó dùng chúng cho bệnh nhân khi họ bị bệnh", Niepa tuyên bố, mà những công trình nghiên cứu về màng sinh học vi khuẩn đem lại cho ông Giải thưởng SÁNG TẠO đầu năm nay.

HIỂU VỀ VI KHUẨN BẢO VỆ CHÚNG TA

Các nhà nghiên cứu đang phát hiện ra rằng hệ vi sinh vật đường ruột có liên quan đến tất cả các loại vấn đề sức khỏe, như cân nặng, loét dạ dày, IBS, ung thư và thậm chí cả sức khỏe tâm thần. Việc điều khiển hệ vi sinh vật để phục vụ cho sức khỏe tạo ra các ứng dụng y học tiềm năng thú vị.

Sanjeev Shroff, Trưởng khoa  Kỹ thuật Thép tại Hoa Kỳ,  Giáo sư Kỹ thuật Sinh học cho biết: “Giải thưởng này khẳng định sự sáng tạo đáng kinh ngạc trong nghiên cứu của Tagbo.  Công nghệ thu giữ các vi khuẩn đường ruột khỏe mạnh, phát triển chúng một cách hiệu quả trong môi trường tự nhiên và đưa chúng trở lại cơ thể khi cần thiết là một yếu tố thay đổi cuộc chơi. Tôi tin rằng nghiên cứu này có khả năng tạo ra sự khác biệt đáng kể trong cuộc sống của mọi người và có tác động to lớn đến tương lai của y học."

Vi khuẩn C.difficile

Ví dụ, mỗi năm cứ 300.000 người ở Hoa Kỳ thì có 1 người bị nhiễm Clostridium difficile (thường được gọi là C. diff). Một khi một người có mầm bệnh này, nó sẽ ngủ đông trong cơ thể, khiến cho khả năng nhiễm trùng tái phát.

Niepa giải thích: “Nếu bạn khỏi bệnh C. diff và sau đó dùng thuốc kháng sinh cho một bệnh nhiễm trùng khác, nó có thể loại trừ vi khuẩn tốt trong ruột và tạo cơ hội cho mầm bệnh C. diff phát triển trở lại. Còn nếu bạn có khả năng lưu trữ hệ vi sinh vật khỏe mạnh của mình, bạn có thể chỉ cần uống một viên thuốc để khôi phục lại sự cân bằng."

HƠN CẢ MỘT CHẾ PHẨM SINH HỌC PROBIOTICS

Lactobacillus acidophyllus

Men vi sinh không bán kê đơn, thực phẩm và đồ uống lên men có chứa vi khuẩn có lợi, trong tương lai có thể phát triển và mang lại lợi ích cho hệ vi sinh vật nhưng công nghệ viên nang nuôi cấy nano của Niepa hoạt động hơi khác một chút. 

Viên nang sử dụng các vật liệu độc đáo để mô phỏng các điều kiện trong môi trường tự nhiên của vi khuẩn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của các loài vi sinh vật khó phát triển trước đây. Nuôi cấy nano loại bỏ sự sai lệch về tốc độ tăng trưởng xảy ra trong các cách nuôi cấy truyền thống khi các loài khác nhau cạnh tranh về không gian và chất dinh dưỡng, đồng thời tính thấm của nó cho phép vi khuẩn tương tác với môi trường của chúng trong khi được bao bọc trong nang. 

Công nghệ này sẽ thu thập vi khuẩn đường ruột từ mẫu phân của một người khỏe mạnh và lưu trữ chúng trong viên nang ủ đặc biệt để tạo ra một ngân hàng vi khuẩn. Nếu một người nào đó  sau khi bị nhiễm C. diff, anh ta có thể sử dụng viên thuốc này để khôi phục lại sự cân bằng vi khuẩn lành mạnh và chữa khỏi bệnh.

Mặc dù mẫu của chính một người là lý tưởng nhất, nhưng Niepa và nhóm của ông cũng đang nghiên cứu khả năng sử dụng mẫu từ những người hiến tặng khỏe mạnh để cung cấp cho bệnh nhân khác bị bệnh. Trong dự án do NIH tài trợ này, Niepa và nhóm của ông sẽ phát triển một hỗn hợp nuôi cấy nano sử dụng ở những con chuột bị nhiễm C. diff nhằm kiểm tra giả thuyết này.

"Nếu dự án này thành công, nó có thể có nghĩa là một sự thay đổi lớn trong cách chúng ta nghĩ về bệnh tật và y học," Niepa nói. "Công việc này tạo ra một khuôn khổ cần thiết cho nghiên cứu trong tương lai về việc điều khiển hệ vi sinh vật của con người để ngăn ngừa và thậm chí chữa bệnh."

AustrapharmVN

Nguồn tham khảo: GUT IN A CAPSULE - LE MICROBIOME COMME MÉDICAMENT

https://news.engineering.pitt.edu/gut-in-a-capsule-the-microbiome-as-medicine/