Nghiên cứu mới: Ung thư đại tràng có thể liên quan đến vi khuẩn khoang miệng
Đại tràng là một cơ quan rất hữu ích, có chức năng ép chất dinh dưỡng và nước từ thức ăn, đồng thời bài tiết chất thải ra ngoài. Nhưng đôi khi, một số lượng nhỏ tế bào bất thường có thể sẽ phát triển trong niêm mạc đại tràng và biến thành ung thư.
Ung thư đại tràng tương đối phổ biến nhưng rất khó phát hiện. Nó chỉ có thể được xác nhận bằng nội soi hoặc phẫu thuật. Sự gia tăng gần đây về tỷ lệ mắc bệnh ung thư đại tràng ở những người trẻ tuổi vẫn chưa được giải thích, khiến việc hiểu biết về cơ chế sinh bệnh và các biện pháp phòng ngừa càng trở nên cấp thiết hơn.
Xác định nguyên nhân gây ung thư đại tràng là một nhiệm vụ phức tạp và kéo dài. Nhưng nghiên cứu mới được công bố trên tập san Nature vào ngày 20/03 đã chỉ ra một manh mối đầy hứa hẹn, đó là một loại vi khuẩn thường được tìm thấy trong miệng con người. Nghiên cứu phát hiện ra rằng một phân nhóm cụ thể trong phân loài Fusobacterium nucleatum có liên quan đến sự phát triển của ung thư đại tràng. Tác giả nghiên cứu cho biết, kết quả có thể sẽ mang đến phương pháp chẩn đoán ung thư đại tràng không xâm lấn tốt hơn, và thậm chí có thể đề xướng các phương pháp điều trị mới nhắm vào những vi khuẩn này để loại bỏ khối u.
Fusobacterium nucleatum có liên quan đến mảng bám và viêm nướu. Chúng tồn tại tự nhiên trong hệ vi sinh vật đường miệng. Một thập niên trước, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vi khuẩn này hiện diện thường xuyên hơn trong ung thư đại tràng so với mô ruột bình thường. Bà Susan Bullman, nhà sinh vật học tại Trung tâm Ung thư Fred Hutchinson, đồng tác giả của nghiên cứu mới này, cho biết: “Điều đặc biệt thú vị ở chỗ loại vi khuẩn này thường không tồn tại ở đường tiêu hóa bên dưới khoang miệng ở những người không bị ung thư.”
Để khám phá sâu hơn về mối quan hệ giữa vi khuẩn và ung thư đại tràng, bà Bullman và các đồng nghiệp đã tiến hành giải trình tự Fusobacterium nucleatum trong các khối u ung thư đại tràng, đồng thời nghiên cứu cách vi khuẩn ảnh hưởng đến môi trường đường ruột. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã phân tích bộ gene của Fusobacterium nucleatum được tìm thấy trong các khối u đại tràng và so sánh với bộ gene của nó trong khoang miệng. Nhóm nghiên cứu đã thu thập các khối u đại tràng từ khoảng 100 người, sau đó bẻ khối u thành từng mảnh và đặt chúng lên các đĩa thạch để vi sinh vật bên trong chúng phát triển.
Giải trình tự gene để tiến hành so sánh
Sau khi phân lập Fusobacterium nucleatum từ các môi trường nuôi cấy này, các nhà khoa học đã thực hiện một quá trình gọi là giải trình tự gene đọc dài (long-read sequencing) để tìm hiểu toàn diện về bộ gene của vi khuẩn này. Bà Martha Zepeda-Rivera, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết hầu hết các phương pháp giải trình tự truyền thống đều dựa vào cái mà các nhà khoa học gọi là “đọc ngắn”. Điều này giống như “lắp ráp một bức ảnh mà không biết toàn bộ mảnh ghép của nó.” “Giải trình tự gene đọc dài giống như chụp ảnh bằng máy ảnh, quý vị có thể có được một bức ảnh hoàn chỉnh.”
Nhóm nghiên cứu đã so sánh trình tự của Fusobacterium nucleatum từ mô ung thư đại tràng với trình tự trong khoang miệng của những người khỏe mạnh. Điều này tiết lộ hai nhánh chính trong một phân loài, chúng có thể được phân biệt bằng sự khác biệt về nucleobase của DNA và kiểu mẫu của protein được mã hóa. Vi khuẩn trong hai nhánh này cũng có hình dạng khác nhau dưới kính hiển vi: các mẫu từ nhánh II dài hơn và mỏng hơn so với các mẫu từ nhánh I.
Fusobacterium nucleatum trong các khối u đại tràng đại đa số rơi vào nhánh II. Bộ gene của nhánh này dường như đã mã hóa một số đặc điểm giúp vi khuẩn sống sót trong hành trình nguy hiểm từ miệng đến ruột, chẳng hạn như khả năng lấy chất dinh dưỡng trong môi trường thù địch (như đường tiêu hóa bị viêm) hoặc khả năng xâm nhập tế bào tốt hơn. Ông Christopher Johnston, nhà di truyền học tại Trung tâm Ung thư Fred Hutchinson, đồng tác giả của nghiên cứu, nói rằng những vi sinh vật này còn sở hữu một trong những “hệ thống kháng acid hiệu quả nhất” trong số các vi khuẩn, cho phép chúng chịu đựng được môi trường acid của dạ dày.
Kết quả của nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn trong nhánh II có liên quan chặt chẽ hơn với ung thư đại tràng. Điều này thúc đẩy các nhà nghiên cứu khám phá sâu hơn về cách các vi khuẩn này tương tác với ruột trên mô hình chuột. Họ cho một nhóm chuột uống một liều F. nucleatum từ nhánh I và nhóm khác từ nhánh II, sau đó đếm số lượng khối u hình thành. Những con chuột uống vi khuẩn nhánh II phát triển các khối u đại tràng nhiều hơn đáng kể so với những con chuột đối chứng uống vi khuẩn nhánh I hoặc không uống vi khuẩn.
Khi các nhà khoa học đo các phân tử trao đổi chất trong khối u của chuột uống vi khuẩn nhánh II, họ phát hiện so với chuột trong nhóm vi khuẩn đối chứng và chuột uống vi khuẩn nhánh I, chúng có nhiều phân tử hơn liên quan đến tổn thương tế bào do kích ứng oxy hóa, phân chia tế bào ung thư và viêm. Bà Rivera cho biết: “Kết quả này ủng hộ quan điểm rằng vi khuẩn nhánh II tạo ra môi trường gây viêm và ung thư.”
Ý nghĩa trọng đại và hướng đi trong tương lai
Ông Shuji Ogino, một nhà nghiên cứu bệnh học tại Trường Y Harvard, (không tham gia vào nghiên cứu này) cho biết việc xác định các biến thể của F. nucleatum liên quan đến ung thư đại tràng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về vai trò của chúng trong sự phát triển của bệnh. Tuy nhiên, ông lưu ý rằng cần có thêm bằng chứng từ nhiều bệnh nhân ung thư đại tràng hơn, và cũng cần nhiều nghiên cứu hơn để hiểu chính xác cách vi khuẩn thúc đẩy tình trạng viêm và tiến triển ung thư.
Bà Cynthia Sears, nhà sinh vật học tại Đại học Johns Hopkins, người đã bình duyệt nghiên cứu, cho biết kết quả của nghiên cứu này có thể giúp ích trong việc tìm kiếm chiến lược chi phí thấp và không xâm lấn để xác định những cá nhân có nguy cơ cao mắc bệnh ung thư đại tràng. Bà nói thêm: “Chúng ta cần một cách để có thể lọc ra những người có nguy cơ cao hơn.” Bà Sears cho biết có thể phát triển ra một loại xét nghiệm để sàng lọc sự hiện diện của vi khuẩn này thông qua tăm bông hoặc mẫu phân. Nghiên cứu cũng cho thấy vi khuẩn từ nhánh II phổ biến hơn trong các mẫu phân của bệnh nhân ung thư đại tràng.
Ngoài các công cụ chẩn đoán để dự đoán bệnh ung thư, bà Bullman, ông Johnston và bà Rivera còn hình dung ra việc phát triển một loại vaccine nhắm vào Fusobacteria nucleatum động vật thuộc nhánh II. Cách tiếp cận này tương tự như vaccine chống lại virus u nhú ở người, tức là vaccine được phát triển đặc biệt để nhắm vào một loại virus nhất định có liên quan nhiều nhất đến căn bệnh này.
