Nghiên cứu cho thấy nấm của Tutankhamun chứa hợp chất chống ung thư

Vào tháng 11 năm 1922, nhà khảo cổ học Howard Carter đã nhìn qua một lỗ nhỏ vào lăng mộ bị bịt kín của Vua Tutankhamun. Khi được hỏi liệu ông có nhìn thấy gì không, ông trả lời: "Vâng, những điều tuyệt vời." Tuy nhiên, chỉ vài tháng sau, người tài trợ cho ông, Lord Carnarvon, đã qua đời vì một căn bệnh bí ẩn. Trong những năm tiếp theo, một số thành viên khác của nhóm khai quật cũng gặp phải số phận tương tự, làm dấy lên truyền thuyết về "lời nguyền của pharaoh" đã thu hút trí tưởng tượng của công chúng trong hơn một thế kỷ.

Trong nhiều thập kỷ, những cái chết bí ẩn này được cho là do các thế lực siêu nhiên gây ra. Nhưng khoa học hiện đại đã xác định được một thủ phạm có khả năng hơn: nấm độc Aspergillus flavus. Và giờ đây, trong một diễn biến bất ngờ, chính sinh vật chết người này đang trở thành một vũ khí lợi hại trong cuộc chiến chống lại ung thư.

Aspergillus flavus là một loại nấm mốc phổ biến được tìm thấy trong đất, thực vật thối rữa và ngũ cốc dự trữ. Nó nổi tiếng với khả năng sống sót trong môi trường khắc nghiệt, bao gồm cả các phòng kín của các ngôi mộ cổ, nơi nó có thể nằm im lìm hàng nghìn năm.

Khi bị xáo trộn, nấm sẽ giải phóng bào tử có thể gây nhiễm trùng đường hô hấp nghiêm trọng, đặc biệt là ở những người có hệ miễn dịch suy yếu. Điều này có thể giải thích cái gọi là "lời nguyền" của Tutankhamun và các trường hợp tương tự, chẳng hạn như cái chết của một số nhà khoa học khi đến thăm lăng mộ Casimir IV ở Ba Lan vào những năm 1970. Trong cả hai trường hợp, các nghiên cứu sau đó đã phát hiện ra sự hiện diện của A. flavus, và độc tố của nó có thể là nguyên nhân gây ra bệnh tật và tử vong.

Mặc dù mang tiếng là gây chết người, nấm Aspergillus flavus hiện đang là trung tâm của một khám phá khoa học đáng ngạc nhiên. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã phát hiện ra rằng loại nấm này tạo ra một lớp phân tử độc đáo có khả năng chống ung thư.

Những phân tử này thuộc nhóm peptide do ribosome sản xuất, trải qua quá trình biến đổi sau dịch mã (RiPP). Hàng ngàn RiPP như vậy đã được tìm thấy ở vi khuẩn, nhưng chỉ có một số ít ở nấm. Cho đến nay.

Quá trình phát hiện ra các RiPP từ nấm này không hề đơn giản. Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu hàng chục chủng Aspergillus khác nhau, tìm kiếm các dấu hiệu hóa học cho thấy sự hiện diện của các phân tử hứa hẹn. Aspergillus flavus ngay lập tức nổi bật như một ứng cử viên hàng đầu.

Các nhà khoa học đã so sánh các hóa chất từ các chủng nấm khác nhau với các phức hợp RiPP đã biết và tìm thấy những sự trùng khớp đầy hứa hẹn. Để xác nhận khám phá của mình, họ đã vô hiệu hóa các gen liên quan và xác minh rằng các hóa chất mục tiêu đã biến mất, chứng tỏ họ đã tìm thấy nguồn gốc.

Việc tinh chế các hóa chất này đã được chứng minh là một thách thức lớn. Tuy nhiên, chính sự phức tạp này đã mang lại cho RiPP từ nấm hoạt tính sinh học đáng chú ý.

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã phân lập được bốn RiPP khác nhau từ Aspergillus flavus. Các phân tử này có cấu trúc vòng liên kết độc đáo, một đặc điểm chưa từng được mô tả trước đây. Các nhà nghiên cứu đặt tên cho các hợp chất mới này là "asperigimycin" theo tên loại nấm mà chúng được phân lập.

Bước tiếp theo là thử nghiệm asperigimycin trên tế bào ung thư ở người. Trong một số trường hợp, chúng đã ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, cho thấy asperigimycin một ngày nào đó có thể trở thành phương pháp điều trị mới cho một số loại ung thư.

Các nhà khoa học cũng đã khám phá ra cách các hóa chất này xâm nhập vào tế bào ung thư. Khám phá này rất quan trọng vì nhiều hợp chất như asperigimycin có đặc tính dược liệu nhưng không thể xâm nhập vào tế bào với số lượng đủ để phát huy tác dụng. Người ta đã phát hiện ra rằng một số chất béo (lipid) có thể tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình này, mang lại cho các nhà khoa học một công cụ mới để phát triển thuốc.

Các thí nghiệm bổ sung cho thấy asperigimycin có khả năng can thiệp vào quá trình phân chia tế bào ung thư. Tế bào ung thư phân chia không kiểm soát, và những hợp chất này dường như ngăn chặn sự hình thành các vi ống, cấu trúc hỗ trợ bên trong tế bào, đóng vai trò thiết yếu cho quá trình phân chia.

Tiềm năng to lớn chưa được khai thác

Sự gián đoạn này chỉ xảy ra với một số loại tế bào nhất định, có thể làm giảm nguy cơ tác dụng phụ. Tuy nhiên, việc phát hiện ra asperigimycin chỉ là bước khởi đầu. Các nhà nghiên cứu cũng tìm thấy các cụm gen tương tự ở các loại nấm khác, cho thấy còn rất nhiều RiPP ở nấm đang chờ được khám phá.

Hầu hết các RiPP nấm được phát hiện cho đến nay đều có hoạt tính sinh học mạnh mẽ, khiến đây trở thành một lĩnh vực khoa học có tiềm năng to lớn chưa được khai thác. Bước tiếp theo là thử nghiệm asperigimycin trên các hệ thống và mô hình khác, với hy vọng chuyển sang thử nghiệm lâm sàng trên người trong tương lai. Nếu thành công, những phân tử này có thể gia nhập hàng ngũ các loại thuốc nấm khác, chẳng hạn như penicillin, loại thuốc đã cách mạng hóa y học hiện đại.

Câu chuyện về nấm Aspergillus flavus là một ví dụ điển hình cho thấy thiên nhiên vừa là nguồn nguy hiểm vừa là nguồn chữa lành. Trong nhiều thế kỷ, loài nấm này được coi là sát thủ thầm lặng, ẩn núp trong các ngôi mộ cổ, gây ra những cái chết bí ẩn và truyền thuyết về "lời nguyền của Pharaoh". Ngày nay, các nhà khoa học đang biến nỗi sợ hãi đó thành hy vọng bằng cách sử dụng chính những bào tử chết người này để tạo ra các loại thuốc cứu sống.

Sự chuyển đổi này – từ lời nguyền thành phương thuốc – nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu và đổi mới liên tục trong lĩnh vực nghiên cứu thiên nhiên. Nó đã cung cấp cho chúng ta một kho dược liệu đáng kinh ngạc với đầy đủ các hợp chất có thể vừa gây hại vừa chữa lành. Các nhà khoa học và kỹ sư phải khám phá những bí mật này, sử dụng công nghệ mới nhất để xác định, biến đổi và thử nghiệm các phân tử mới về khả năng điều trị bệnh.

Việc phát hiện ra asperigimycin nhắc nhở chúng ta rằng ngay cả những nguồn gốc khó ngờ nhất - như nấm độc từ một ngôi mộ - cũng có thể nắm giữ chìa khóa cho những phương pháp điều trị mới mang tính cách mạng. Khi các nhà nghiên cứu tiếp tục khám phá thế giới ẩn giấu của nấm, ai biết được những đột phá y học nào khác đang chờ đợi bên dưới bề mặt?