Vi khuẩn probiotic được biến đổi gen để điều trị bệnh tiểu đường

Thay vì giải phóng thuốc theo liều cố định, những vi khuẩn này chỉ kích hoạt quá trình sản xuất chất điều trị khi phát hiện glucose tăng cao.

Vi khuẩn probiotic biến đổi gene có thể tự điều chỉnh để hạ đường huyết.

Để làm được điều đó, nhóm nghiên cứu của Đại học Sư phạm Hoa Đông ở Thượng Hải, Trung Quốc đã đưa vào vi khuẩn một mạch gene tổng hợp dựa trên protein điều hòa HexR.

Hệ thống này hoạt động giống một công tắc sinh học: khi nồng độ glucose vượt ngưỡng nhất định, mạch gene được kích hoạt và vi khuẩn bắt đầu tạo ra các phân tử có tác dụng hạ đường huyết. Khi tín hiệu glucose giảm, hoạt động của hệ thống cũng giảm theo.

Điểm đặc biệt là toàn bộ quá trình diễn ra ngay trong đường ruột. Người bệnh về lý thuyết chỉ cần uống probiotic, sau đó các vi khuẩn tạm thời cư trú trong ruột và sử dụng những tín hiệu hóa học tại đây để “quyết định” khi nào cần sản xuất chất điều trị.

Điều này khác với nhiều phương pháp điều trị hiện nay vốn cần tiêm thuốc, theo dõi glucose hoặc điều chỉnh liều từ bên ngoài.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hệ thống trên nhiều mô hình động vật mắc bệnh tiểu đường, trong đó có chuột và khỉ.

Kết quả cho thấy việc sử dụng probiotic biến đổi gene bằng đường uống giúp cải thiện khả năng kiểm soát đường huyết. Quan trọng hơn, mạch gene vẫn hoạt động trong môi trường đường ruột phức tạp của động vật, thay vì chỉ hoạt động trong phòng thí nghiệm.

Khi được sử dụng trong thời gian dài hơn, phương pháp này còn giúp cải thiện một số chỉ số chuyển hóa chất béo và làm giảm một số biểu hiện liên quan đến biến chứng của bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, đây mới chỉ là kết quả trên động vật, chưa thể khẳng định phương pháp sẽ mang lại hiệu quả tương tự ở người.

Một ưu điểm tiềm năng của “thuốc sống” là khả năng tự điều chỉnh theo tình trạng cơ thể. Nếu glucose tăng, vi khuẩn tăng sản xuất chất điều trị; khi glucose giảm, phản ứng cũng giảm. Về lý thuyết, cơ chế này có thể hạn chế tình trạng điều trị không đủ khi đường huyết cao hoặc hạ đường huyết do thuốc được đưa vào quá mức.

Vi khuẩn biến đổi gene có nguy cơ phát tán vật liệu di truyền sáng các vi sinh vật khác.

Tuy nhiên, trước khi có thể thử nghiệm rộng rãi trên người, các nhà khoa học cần xác định vi khuẩn tồn tại trong ruột bao lâu, mạch gene có ổn định hay không, chúng có thể truyền vật liệu di truyền sang các vi sinh vật khác hay không và liệu tín hiệu glucose trong ruột có phản ánh chính xác nhu cầu điều trị của toàn cơ thể hay không.

Nghiên cứu mở ra một hướng tiếp cận mới trong y học: thay vì đưa một loại thuốc cố định vào cơ thể, các nhà khoa học có thể lập trình những vi sinh vật sống để vừa theo dõi một chỉ dấu sinh học, vừa tự sản xuất thuốc khi cần.

Tạo ra mã QR có kích thước nhỏ kỷ lục, bé cả vi khuẩn.

Tuệ Minh