Nọc độc bò cạp trong rừng mưa Amazon có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư

Theo Newsweek, phát hiện này không chỉ góp phần làm sáng tỏ tiềm năng dược lý của các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên, mà còn mở ra triển vọng phát triển liệu pháp mới an toàn, hiệu quả cho bệnh nhân ung thư vú.

Nọc độc bọ cạp có thể giúp điều trị ung thư vú - Ảnh: Getty

Theo Hiệp hội Ung thư Mỹ, ung thư vú là loại ung thư phổ biến thứ hai ở phụ nữ, chỉ sau ung thư da, chiếm khoảng 30% tổng số ca ung thư mới mỗi năm và ước tính gây tử vong cho 42.170 phụ nữ tại Mỹ vào năm 2025. Trong bối cảnh ấy, việc tìm kiếm các phương pháp điều trị đột phá luôn được các nhà khoa học và bác sĩ đặc biệt quan tâm.

Tại Đại học São Paulo (USP, Brazil), nhóm nghiên cứu do giáo sư Eliane Candiani Arantes dẫn đầu đã áp dụng phương pháp thăm dò sinh học để khảo sát hơn trăm phân tử trong nọc độc bọ cạp Brotheas amazonicus. Kết quả thu được peptide mang tên BamazScplp1 có khả năng gây hoại tử tế bào ung thư vú, cơ chế tương tự như nhiều thuốc hóa trị liệu, nhưng theo hướng chọn lọc và có thể giới hạn tác dụng phụ hơn.

Thay vì kích hoạt chương trình tự hủy, BamazScplp1 khiến các tế bào ung thư “vỡ” ra, giải phóng các mảnh vụn mà hệ miễn dịch có thể dễ dàng nhận diện và xử lý. Nhờ đặc tính hoại tử này, tế bào ung thư không kịp kích hoạt cơ chế đề kháng nội sinh, vốn là nguyên nhân chính dẫn đến thất bại khi điều trị bằng một số thuốc hóa trị hiện hành.

Khái niệm bioprospecting (khai thác sinh học) đề cập đến việc khám phá các hợp chất tiềm năng từ thiên nhiên – từ thực vật, động vật đến vi sinh vật, để phát triển các sản phẩm y dược. Trong trường hợp bọ cạp Brotheas amazonicus, nhóm nghiên cứu đã xác định được đoạn gen mã hóa enzyme serinoprotease chịu trách nhiệm tạo ra BamazScplp1.

Thay vì thu gom nọc độc trực tiếp từ bọ cạp - vốn khó thực hiện với quy mô công nghiệp – các nhà khoa học đã lựa chọn phương pháp biểu hiện dị loài. Họ đưa gene tạo protein vào tế bào nấm men Pichia pastoris để sản xuất peptide với số lượng lớn trong phòng thí nghiệm. Đây là quy trình đã được chứng minh hiệu quả để thu nhận nhiều loại enzyme và protein phức tạp, từ đó giảm thiểu việc khai thác động vật trong tự nhiên.

Pichia pastoris là loài nấm men được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ gen nhờ khả năng biểu hiện protein ngoại lai cao, chi phí nuôi cấy thấp và dễ dàng thu thập sản phẩm sau lên men. Sau khi chuyển gene BamazScplp1 vào nấm men, nhóm nghiên cứu thu được peptide với độ tinh khiết cao, đáp ứng đủ tiêu chuẩn thử nghiệm in vitro. Kết quả ban đầu cho thấy BamazScplp1 vẫn duy trì hoạt tính hoại tử tế bào ung thư, tương đương với mẫu peptide chiết xuất trực tiếp.

Song song với peptide từ nọc bọ cạp, tại Trung tâm Nghiên cứu Nọc độc và Động vật có nọc độc (CEVAP) thuộc USP, các nhà khoa học Brazil còn phát triển một loại keo sinh học từ nọc rắn kết hợp với cryoprecipitate giàu fibrinogen. Sản phẩm này đang trong giai đoạn thử nghiệm lâm sàng pha III để ứng dụng trong phục hồi thần kinh, điều trị chấn thương xương và tổn thương tủy sống.

Giáo sư Arantes nhận định, việc khai thác đồng thời nhiều enzyme và peptide từ các nguồn nọc độc khác nhau có thể cho phép tổng hợp “siêu keo sinh học” thế hệ mới, vừa thúc đẩy liền vết thương vừa kiềm chế tế bào ung thư tại vùng tổn thương. Chẳng hạn, khi kết hợp factor tăng trưởng mạch máu CdtVEGF với peptide colinein-1 từ nọc rắn chuông, nhóm hy vọng tạo ra chất làm lành mô có khả năng tái tạo mạch máu tốt hơn và giảm thiểu hoại tử.

Mọi hoạt động nghiên cứu này được điều phối dưới Chương trình Trung tâm Khoa học chuyển dịch và Phát triển dược phẩm sinh học (CTS), một sáng kiến do FAPESP tài trợ nhằm đưa các khám phá khoa học từ phòng thí nghiệm ra lâm sàng. CTS tập trung vào ba mũi nhọn: xác định phân tử tiềm năng, phát triển công nghệ biểu hiện dị loài và thử nghiệm tiền lâm sàng/pháp chế.

Trong năm năm qua, CTS đã hỗ trợ hơn 20 dự án bioprospecting, từ peptide chống viêm, kháng sinh mới đến hợp chất điều trị đái tháo đường. Thành tựu từ nọc bọ cạp Brotheas amazonicus hứa hẹn đánh dấu bước tiến quan trọng của CTS trong lĩnh vực ung thư học.

Dù kết quả in vitro ban đầu rất khả quan, BamazScplp1 vẫn cần trải qua hàng loạt thử nghiệm tiền lâm sàng trên động vật để đánh giá độc tính, dược động học và liệu pháp phối hợp với các thuốc hiện hành. Đặc biệt, các nhà nghiên cứu quan tâm đến tính chọn lọc của peptide: làm sao để chỉ tập trung tấn công tế bào ung thư mà không gây tổn thương đến các mô lành.

Song song đó, nhóm đang mở rộng khảo sát các loài bọ cạp, rắn độc khác trong Amazon để tìm kiếm thêm peptide hoặc enzyme có cơ chế tác dụng bổ trợ. Việc đa dạng hóa nguồn dược liệu giúp tăng cơ hội phát triển liệu pháp kết hợp (combination therapy) đa cơ chế, giảm nguy cơ kháng thuốc.

Phát hiện về peptide BamazScplp1 từ nọc bọ cạp Brotheas amazonicus một lần nữa khẳng định giá trị to lớn của tự nhiên trong việc cung cấp những “mỏ vàng” hợp chất dược liệu. Qua phương pháp thăm dò sinh học và công nghệ biểu hiện dị loài, các nhà khoa học Brazil đang từng bước chuyển từ ý tưởng sang sản phẩm tiềm năng điều trị ung thư vú. Nếu thành công, liệu pháp này không chỉ mang lại hy vọng mới cho bệnh nhân mà còn góp phần giảm thiểu tác dụng phụ so với hóa trị truyền thống, đồng thời thúc đẩy ngành dược phẩm sinh học phát triển bền vững, thân thiện với môi trường.

Hoàng Vũ