Sàng lọc phân tử các bacteriocin có tiềm năng kháng ung thư từ khu hệ vi sinh vật người bằng cách tiếp cận tin sinh học và sinh học phân tử (Ngày đăng:26/12/2020)

Nhóm nghiên cứu do ông Nguyễn Văn Duy, Trường Đại học Nha Trang, đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Sàng lọc phân tử các bacteriocin có tiềm năng kháng ung thư từ khu hệ vi sinh vật người bằng cách tiếp cận tin sinh học và sinh học phân tử”.

Nhóm thực hiện đề tài đã tiến hành sàng lọc các gen mã hóa bacteriocin kháng ung thư từ 66 hệ gen hoàn chỉnh của các loài vi khuẩn chiếm ưu thế nhất trong khu hệ vi sinh vật người, 20 chủng vi khuẩn gây bệnh và hội sinh ở người, và 23 mẫu phân từ các người tình nguyện Việt Nam khỏe mạnh. Sau đó tiến hành mô phỏng cấu trúc và nghiên cứu mô hình phân tử gắn kết (docking) của những bacteriocin kháng ung thư tiềm năng đối với các protein đích của tế bào ung thư. Cuối cùng, lựa chọn 01-02 bacteriocin có tiềm năng kháng ung thư nhất để tiến hành biểu hiện và tinh chế (hoặc hóa tổng hợp).

Nhóm đề tài bắt đầu bằng việc nghiên cứu tổng quan tài liệu về bacteriocin có hoạt tính kháng ung thư, sau đó thực hiện theo 3 cách tiếp cận song song. Cách tiếp cận 1 được thực hiện trong WP 1: Tuyển chọn bacteriocin từ các hệ gen bằng công cụ tin sinh học sử dụng Azurin làm đối chứng. Cách tiếp 2 thực hiện trong WP 2: Tuyển chọn bacteriocin từ các chủng vi khuẩn bằng kỹ thuật phân tử phụ thuộc nuôi cấy. Cách tiếp cận 3 được thực hiện trong WP 3: Tuyển chọn bacteriocin từ hệ vi khuẩn đường ruột bằng kỹ thuật phân tử độc lập nuôi cấy. Các bacteriocin có tiềm năng kháng ung thư thu được từ 3 cách tiếp cận trên sẽ được tiến hành mô phỏng cấu trúc và nghiên cứu mô hình phân tử gắn kết (docking) với protein đích ung thư P53 (WP4) và cuối cùng được tách dòng, biểu hiện (hoặc hóa tổng hợp), tinh chế và đánh giá hoạt tính kháng ung thư (WP5).

Các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Biomed Research International, Asian Pacific Journal of Cancer Prevention, Advances in Intelligent Systems and Computing, Kỷ yếu Hội nghị khoa học quốc gia lần thứ 2 về nghiên cứu và giảng dạy sinh học ở Việt Nam,  Báo cáo Hội nghị “Công nghệ sinh học toàn quốc khu vực phía Nam lần thứ IV - năm 2016 - Ứng dụng CNSH vào thực tiễn", ngày 31/10 - 1/11/2016 tại Trung tâm Công nghệ sinh học Thành phố Hồ Chí Minh.

Như vậy, Đề tài góp phần chứng minh thành công giả thuyết khoa học đã đặt ra: Các vi khuẩn trong khu hệ vi sinh vật người, nhất là các vi khuẩn gây bệnh và hội sinh, cư trú lâu dài trong cơ thể người có thể sản sinh các bacteriocin tương tự Azurin như một vũ khí bảo vệ chúng trong môi trường sống chống lại các tế bào ung thư. Giả thuyết này góp phần phát triển hướng nghiên cứu về tương tác giữa vi sinh vật với vật chủ, trong đó thậm chí các vi sinh vật gây bệnh không phải lúc nào cũng ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe vật chủ mà trong một số điều kiện nhất định còn có thể sản sinh những chất như bacteriocin để bảo vệ sức khỏe vật chủ. Đây là nghiên cứu đầu tiên sàng lọc các bacteriocin kháng ung thư từ hệ vi sinh đường ruột người bằng cách tiếp cận phối hợp sử dụng công cụ tin sinh học và các kỹ thuật phân tử độc lập và phụ thuộc nuôi cấy và cũng là nghiên cứu đầu tiên sàng lọc các bacteriocin kháng ung thư ở Việt Nam.

Kết quả từ đề tài này có thể dẫn tới phát triển thế hệ thuốc chống ung thư mới có hiệu quả chọn lọc cao và ít/không có hiệu quả phụ, góp phần bảo vệ sức khỏe con người.