Công nghệ lợi khuẩn Postbiotic – Tiếp cận từ bằng chứng khoa học và thử nghiệm lâm sàng

Bên cạnh lợi khuẩn Probiotic (vi sinh vật sống có lợi khi được sử dụng với số lượng đầy đủ) và Prebiotic (nguồn thức ăn nuôi dưỡng lợi khuẩn trong đường ruột), một khái niệm mới đang thu hút sự chú ý của giới khoa học và ngành công nghiệp dinh dưỡng toàn cầu: Postbiotic.

Không chỉ là một xu hướng mới, Postbiotic đang mở ra một chương mới cho khoa học vi sinh. Bằng việc bảo tồn các cấu trúc có hoạt tính sinh học từ các vi sinh vật đã bất hoạt, giải pháp này mang lại khả năng ứng dụng thực tiễn cao, đặc biệt là tính ổn định hóa lý và độ an toàn sinh học đã được đánh giá qua các thử nghiệm lâm sàng quốc tế [1].

Postbiotic là gì?

Năm 2021, Hiệp hội Khoa học quốc tế về Probiotic và Prebiotic (ISAPP - International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) đã công bố đồng thuận về định nghĩa và phạm vi của Postbiotic trên tạp chí Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology. Công bố này góp phần tạo nền tảng khoa học quan trọng cho việc định hình khái niệm, tiêu chí và hướng nghiên cứu về Postbiotic trên phạm vi quốc tế.

Theo đồng thuận này, Postbiotic được định nghĩa là một chế phẩm chứa các vi sinh vật bất hoạt và/hoặc thành phần của chúng mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ. Để được phân loại là postbiotic, chế phẩm cần chứa các tế bào vi sinh vật bất hoạt hoặc thành phần tế bào, có hoặc không có chất chuyển hóa, đóng góp vào lợi ích sức khỏe mà có thể quan sát và chứng minh.

Postbiotic là hỗn hợp các vi sinh vật bất hoạt và/hoặc thành phần của chúng mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ. (ISAPP, 2021)

Điểm khác biệt căn bản nằm ở trạng thái của vi sinh vật. Nếu như Probiotic là những vi sinh vật sống và cần phải có một lượng vi khuẩn khả thi hiệu quả, trong khi Postbiotic được tạo ra từ các vi sinh vật đã được bất hoạt và/hoặc thành phần của chúng. Vì vậy, "bất hoạt" không đồng nghĩa với "không còn giá trị sinh học", điều quan trọng là những thành phần có hoạt tính sinh học được bảo tồn và lợi ích sức khỏe phải có cơ sở khoa học.

Công nghệ Postbiotic mở rộng tiềm năng ứng dụng của hệ vi sinh

Một lợi ích nổi bật của Postbiotic là duy trì hệ tiêu hóa khỏe mạnh bằng cách cân bằng hệ vi sinh vật, nuôi dưỡng tế bào đường ruột, hỗ trợ tính toàn vẹn của niêm mạc ruột, đồng thời hỗ trợ tăng cường miễn dịch.

Trong đó, Postbiotic Lactococcus Lactis Plasma (được gọi tắt là Postbiotic L.Lactis Plasma hoặc LC-Plasma) là một postbiotic có nguồn gốc từ vi khuẩn Axit Lactic, đã được chứng minh hỗ trợ kích thích hệ miễn dịch tự nhiên, bảo vệ cơ thể chống lại sự xâm nhập của virus thông qua cơ chế hoạt động hoàn toàn mới và khác biệt với các vi khuẩn Axit Lactic khác.

- Khác biệt giữa lợi khuẩn Postbiotic L.Lactis Plasma và các vi khuẩn Axit Lactic khác

LC-Plasma là chế phẩm vi sinh vật bất hoạt bằng nhiệt có nguồn gốc từ Lactococcus lactis, được phát triển theo hướng postbiotic.. LC-Plasma sở hữu khả năng tác động trực tiếp lên tế bào plasmacytoid dendritic cell (pDC) - một nhóm tế bào giữ vai trò quan trọng trong điều phối phản ứng miễn dịch - từ đó hỗ trợ hoạt động của cả miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích ứng [2, 3].

Hầu hết các vi khuẩn Axit Lactic hỗ trợ miễn dịch một phần bằng cách tác động lên một loại tế bào miễn dịch. Chủ yếu là tế bào tiêu diệt tự nhiên (NK) đóng vai trò trong phản ứng miễn dịch bẩm sinh, nên khả năng tấn công chống lại vi-rút còn hạn chế. Trong khi đó, Postbiotic L.Lactis Plasma có khả năng kích hoạt trực tiếp tế bào pDC - một quần thể tế bào miễn dịch bẩm sinh chuyên biệt- có vai trò quan trọng trong việc nhận diện và phản ứng nhanh chóng với các tác nhân gây bệnh, sản sinh interferon-alpha (IFN-α) giúp ngăn chặn sự nhân lên của virus và kích hoạt các tế bào miễn dịch khác như tế bào NK và tế bào T hỗ trợ. Với những đặc điểm này, Postbiotic L.Lactis Plasma đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ giảm nguy cơ mắc bệnh do virus, điều hòa phản ứng miễn dịch và tăng cường sức khỏe.

Postbiotic L.Lactis Plasma có khả năng kích hoạt trực tiếp tế bào pDC

Trong một thử nghiệm in-vitro so sánh khả năng kích hoạt tế bào miễn dịch pDCcủa Postbiotic L.Lactis Plasma và vi khuẩn Axit Lactic thông thường, các nhà khoa học nhận thấy Postbiotic L.Lactis Plasma có thể khiến tế bào pDC tiết ra lượng IFN-α cao nhất, tăng cường khả năng chống vi-rút hiệu quả hơn so với vi khuẩn axit lactic thông thường[2, 3].

- Cơ chế kích hoạt tế bào miễn dịch pDC của Postbiotic L.Lactis Plasma

Bên trong ruột non có những vùng đặc biệt, được gọi là mảng Peyer, nơi tập trung phần lớn các tế bào miễn dịch (bao gồm cả pDC). Khi Postbiotic L.Lactis Plasma qua đường tiêu hóa đến ruột non sẽ kích hoạt trực tiếp tế bào pDC, từ đó tạo phản ứng dây chuyền kích hoạt toàn bộ hệ thống tế bào miễn dịch, hỗ trợ tăng cường khả năng phòng chống virus một cách chủ động từ cấp độ tế bào [2].

Cơ chế kích hoạt tế bào miễn dịch pDC của lợi khuẩn Postbiotic L.Lactis Plasma

Đây cũng là một đặc điểm quan trọng giúp lý giải tiềm năng của Postbiotic: quá trình bất hoạt không đồng nghĩa với việc mất đi các giá trị sinh học vốn có. Thay vào đó, công nghệ Postbiotic hướng đến việc xác định, bảo tồn và khai thác những thành phần tế bào có khả năng tương tác với cơ thể, qua đó mở ra hướng tiếp cận mới trong nghiên cứu và ứng dụng các sản phẩm từ hệ vi sinh.

Bằng chứng khoa học tại Việt Nam và quốc tế

Tính đến hiện tại, Postbiotic L.Lactis Plasma đã đã được nghiên cứu trong hơn 37 công trình khoa học, hơn 18 nghiên cứu lâm sàng trên người, đánh giá về tính an toàn và hiệu quả liên quan đến sức khỏe miễn dịch trên nhiều nhóm tuổi và tại nhiều quốc gia.

Bên cạnh tác động lên hệ miễn dịch, Postbiotic với các chủng và chế phẩm khác nhau cũng đang được nghiên cứu trong lĩnh vực sức khỏe đường ruột. Tuyên bố đồng thuận khoa học của ISAPP cũng tổng hợp nhiều nghiên cứu lâm sàng về các vi sinh vật bất hoạt trong các vấn đề liên quan đến tiêu hóa ở cả người lớn và trẻ em.

Đáng chú ý, LC-Plasma đã được nghiên cứu trực tiếp trên người Việt Nam, bổ sung thêm dữ liệu thực tế cho việc đánh giá tiềm năng ứng dụng của Postbiotic trong các giải pháp dinh dưỡng.

Nghiên cứu thứ nhất được thực hiện trên 892 học sinh tiểu học Việt Nam, độ tuổi 6–9, sử dụng 100 tỷ tế bào LC-Plasma trong 8 tuần. Theo tài liệu nghiên cứu cập nhật, nhóm sử dụng LC-Plasma ghi nhận giảm có ý nghĩa các triệu chứng giống cảm lạnh/cảm cúm và số ngày nghỉ học do ốm so với nhóm đối chứng.

LC-Plasma hỗ trợ giảm các triệu chứng giống cảm cúm và số ngày nghỉ học do ốm.

Nghiên cứu thứ hai được thực hiện trên 213 người trưởng thành trong độ tuổi từ 30 đến 50, với 100 tỷ tế bào LC-Plasma mỗi ngày hoặc giả dược trong 10 tuần. Kết quả cho thấy nhóm sử dụng LC-Plasma ghi nhận số ngày xuất hiện triệu chứng ho và sốt thấp hơn so với nhóm đối chứng.

Nhóm sử dụng LC-Plasma ghi nhận số ngày xuất hiện triệu chứng ho và cảm giác sốt thấp hơn so với nhóm đối chứng.

Hai nghiên cứu trên góp phần bổ sung bằng chứng về tiềm năng ứng dụng của LC-Plasma trong các giải pháp dinh dưỡng hướng đến sức khỏe tiêu hóa và miễn dịch.

Từ phòng nghiên cứu đến những ứng dụng thực tế

Một lợi thế khác của Postbiotic là tính ổn định. Do tế bào đã được bất hoạt bằng nhiệt từ trước, nguyên liệu LC-Plasma bền vững với nhiệt độ cao (chịu được nhiệt độ lên tới 120°C trong quá trình tiệt trùng sữa hay sấy phun khô). Thời hạn bảo quản ổn định ở nhiệt độ thường lên tới 3 năm mà không bị suy giảm hoạt tính [4].

Với hơn 13 năm được thương mại hóa tại Nhật Bản, Postbiotic L.Lactis Plasma sở hữu nền tảng ứng dụng thực tiễn cùng dữ liệu phát triển tại nhiều thị trường. Postbiotic L.Lactis Plasma đã được đánh giá theo cơ chế GRAS (Generally Recognized as Safe) tại Hoa Kỳ và được xác định là non-novel food tại Liên minh châu Âu – những yếu tố góp phần củng cố tiềm năng ứng dụng của nguyên liệu trên thị trường quốc tế [4, 5].

Tính đến cuối năm 2023, hơn 62 sản phẩm chứa Postbiotic L.Lactis Plasma – tên thương mại là IMMUSE™ đã được Tập đoàn Kirin và các đối tác giới thiệu ra mắt tại Nhật Bản và các nước trên thế giới với các sản phẩm như sản phẩm dinh dưỡng, sữa chua, thực phẩm bổ sung, bột protein... Những dữ liệu này cho thấy Postbiotic đang trở thành một công nghệ được quan tâm và ứng dụng đa dạng trong thực phẩm và dinh dưỡng.

Tại Việt Nam, công nghệ Postbiotic cũng đang từng bước được tiếp cận và ứng dụng, mở ra thêm những lựa chọn mới trong phát triển các sản phẩm dinh dưỡng và chăm sóc sức khỏe.

Bài viết được thực hiện với sự tham vấn của TS.BS Trương Hồng Sơn - Phó Tổng Thư ký Tổng Hội Y học Việt Nam, Viện trưởng Viện Y học ứng dụng Việt Nam

[1] Salminen, S., Collado, M. C., Endo, A., Hill, C., Lebeer, S., Quigley, E. M., ... & Sanders, M. E. (2021). The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(9), 649–667.

[2] Jounai, K., Ikado, K., Sugimura, T., Ano, Y., Braun, J., & Fujiwara, D. (2012). Spherical lactic acid bacteria activate plasmacytoid dendritic cells immunomodulatory function via TLR9-dependent crosstalk with myeloid dendritic cells. PLoS One, 7(4), e32588.

[3] Sugimura, T., Jounai, K., Ohshio, K., Tanaka, T., Suwa, M., & Fujiwara, D. (2013). Immunomodulatory effect of Lactococcus lactis JCM5805 on human plasmacytoid dendritic cells. Clinical Immunology, 149(3), 509–518.

[4] IMMUSE™ Supporting Science Technical Presentation. (2022). Technical dossier on Lactococcus lactis strain Plasma (LC-Plasma) safety and heat stability, Kirin Holdings Co., Ltd.

[5] Kato, Y., Kanayama, M., Yanai, S., Nozawa, H., Kanauchi, O., & Suzuki, S. (2018). Safety evaluation of excessive intake of Lactococcus lactis subsp. lactis JCM 5805: A randomized, double-blind, placebo-controlled, parallel-group trial. Food and Nutrition Sciences, 9(4), 403-419.