Chế phẩm probiotic an toàn dùng cho người

Các nhà khoa học của Viện Công nghiệp Thực phẩm (Bộ Công Thương) đã lựa chọn được 4 chủng để sản xuất chế phẩm probiotic với mật độ tế bào sống cao (1.010 CFU/g), ổn định và an toàn dùng cho người.

Vấn đề kháng kháng sinh của vi khuẩn

Kháng kháng sinh đang trở thành một trong những mối đe dọa lớn đối với sức khỏe cộng đồng trên toàn thế giới. Việc sử dụng kháng sinh không phù hợp và tràn lan đã làm tăng áp lực chọn lọc, dẫn đến sự thích nghi của vi khuẩn và gia tăng tỷ lệ kháng thuốc. Tình trạng này dẫn đến tỷ lệ tử vong tăng cao, kéo dài thời gian điều trị và làm gia tăng chi phí y tế toàn cầu.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), mỗi năm có khoảng 700.000 người tử vong do các bệnh nhiễm trùng không thể điều trị vì kháng kháng sinh. Việt Nam là một trong những quốc gia có tỷ lệ sử dụng kháng sinh không kê đơn cao nhất thế giới.

Tỷ lệ kháng thuốc ở Việt Nam rất cao, đặc biệt là đối với các vi khuẩn gây bệnh phổ biến như Staphylococcus aureus, Escherichia coli và Klebsiella pneumoniae. Theo chương trình giám sát toàn cầu của WHO, tỷ lệ kháng ciprofloxacin ở E. coli tại Việt Nam đã vượt quá 50%.

Ở Việt Nam, mặc dù vi khuẩn lactic có tiềm năng ứng dụng cao trong thực phẩm và y tế, nhưng vẫn chưa có nghiên cứu nào về đặc điểm kháng kháng sinh nội tại của chúng, thiếu hẳn các nghiên cứu chuyên sâu về an toàn chủng giống.

Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách cần đầu tư nghiên cứu bài bản, để không chỉ đảm bảo chất lượng và an toàn của các sản phẩm probiotic, mà còn đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế.

Viện Công nghiệp Thực phẩm đã đề xuất và được Bộ KH&CN phê duyệt thực hiện đề tài độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu đặc điểm kháng kháng sinh nội tại của các chủng Lactobacillus để tạo chế phẩm probiotic an toàn dùng cho người” nhằm xác định đặc điểm kháng kháng sinh nội tại của chúng đồng thời tạo được chế phẩm an toàn dùng cho người.

Đề tài đã khảo sát 140 chủng vi khuẩn Lactobacillus từ bộ sưu tập giống có nguồn gốc Việt Nam của Viện Công nghiệp Thực phẩm và tuyển chọn được 64 chủng có tiềm năng để ứng dụng làm chế phẩm probiotic.

Tuy nhiên, theo hướng dẫn của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc/Tổ chức Y tế Thế giới (FAO/WHO) và EFSA, tất cả các chủng vi khuẩn lactic sử dụng làm probiotic phải được đánh giá đầy đủ cả về năng lực lẫn an toàn, bao gồm khả năng kháng kháng sinh.

Đề tài đã xác định nồng độ ức chế tối thiểu của 14 loại kháng sinh phổ biến và nhận thấy rằng, rất nhiều chủng vi khuẩn Lactobacillus có nồng độ ức chế tối thiểu ở mức cao. Nhóm đã sử dụng 28 cặp mồi đặc hiệu cho 14 loại kháng sinh phổ biến kể trên để phát hiện gen kháng kháng sinh ở 64 chủng vi khuẩn lactic tiềm năng. Kết quả cho thấy, có đến 40/64 chủng mang ít nhất 1 gen kháng kháng sinh (chiếm 62,5% các chủng khảo sát).

Tìm ra 4 chủng tiềm năng và an toàn

Trong số 24 chủng không mang bất kỳ gen kháng kháng sinh nào, đề tài đã lựa chọn được 4 chủng có tiềm năng và an toàn nhất để sản xuất chế phẩm probiotic. Trong đó, 3 chủng có khả năng ức chế cả 4 chủng vi khuẩn gây bệnh chỉ thị là Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Escherichia coli và Salmonella enterica subp. enterica.

2 chủng sinh chuyển hóa GABA (là chất dẫn truyền thần kinh ức chế chủ yếu trong hệ thần kinh trung ương, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hoạt động thần kinh, duy trì sự cân bằng giữa hưng phấn và ức chế trong não) và 2 chủng sinh tổng hợp pepX (một loại enzyme thuộc nhóm peptidase có vai trò quan trọng trong việc thủy phân các peptide khó tiêu, tạo ra các peptide có hoạt tính sinh học có chức năng như giảm huyết áp, chống oxy hóa, tăng cường miễn dịch, cải thiện sức khỏe đường ruột).

Khi tương tác với 14 loại kháng sinh phổ biến, các chủng tuyển chọn thể hiện tính bền kháng sinh nội tại đa dạng và khá tốt (bền với 4 – 10 loại kháng sinh), không mang gen kháng kháng sinh nào cũng như không có khả năng nhận gen kháng kháng sinh từ chủng khác.

Đề tài đã xây dựng được quy trình thu nhận chủng giống vi khuẩn lactic, từ khâu phân lập, làm sạch đến đánh giá tiềm năng của chủng cũng như tính an toàn, đáp ứng yêu cầu, các tiêu chuẩn quốc tế về ứng dụng chủng giống trong công nghệ sinh học và công nghệ thực phẩm.

Xây dựng công nghệ sản xuất chế phẩm probiotic với mật độ tế bào sống cao (1.010 CFU/g), ổn định và tạo được chế phẩm probiotic an toàn dùng cho người với mật độ trên 109 CFU/lọ, tỷ lệ sống trên 90% sau 12 tháng bảo quản.

Đánh giá tính an toàn, tác dụng của chế phẩm cho thấy, các chủng probiotic và chế phẩm probiotic không có độc tính cấp, không có độc tính bán trường diễn, kích thích chuột sản sinh kháng thể bẩm sinh, chống lại các mầm bệnh truyền nhiễm.

Hơn nữa, việc sử dụng chế phẩm cho chuột còn làm tăng một loạt các phân tử điều hòa miễn dịch kiểm soát phản ứng của cytokine tiền viêm, làm giảm khả năng bão cytokine khi hệ thống miễn dịch bị kích thích quá cao, nâng cao sức đề kháng của vật chủ.

Kết quả giải trình tự toàn bộ hệ phiên mã mRNA sử dụng mẫu bệnh phẩm lá lách chuột có sử dụng chế phẩm probiotic và nhóm đối chứng cho thấy, chuột được sử dụng chế phẩm biểu hiện các gen có liên quan đến quá trình điều khiển miễn dịch, trao đổi chất, làm tăng khả năng miễn dịch bẩm sinh/ thụ động cho chuột.

Đề tài cũng đã đánh giá tác dụng của chế phẩm trong tăng cường sức khỏe đường ruột cho người qua việc đưa chế phẩm probiotic cho nhóm điều trị gồm 60 trẻ từ 3 - 5 tuổi, có chỉ số Zscore cân nặng theo tuổi từ -3 đến -1SD, có tình trạng biếng ăn, táo bón hoặc tiêu chảy (nhóm đối chứng cũng với số người và đặc điểm tương tự).

Việc sử dụng chế phẩm probiotic liên tục trong 8 tuần đã giúp cải thiện rõ rệt tình trạng táo bón và đau bụng, giảm tỷ lệ trẻ mắc loạn khuẩn. Số ngày biếng ăn, mắc tiêu chảy ở nhóm trẻ được can thiệp có xu hướng giảm, tình trạng dinh dưỡng cũng được cải thiện hơn so với nhóm trẻ chưa được sử dụng chế phẩm probiotic.