Các nhà nghiên cứu tại Viện Salk đã tạo ra một bước tiến quan trọng trong việc tìm kiếm các microprotein có thể đóng vai trò trong bệnh tật bằng cách phát triển công cụ ShortStop. Công cụ này tận dụng sức mạnh của học máy để khám phá các vùng DNA thường bị bỏ qua trong các nghiên cứu trước đây. Thông qua việc xác định các vùng DNA có khả năng mã hóa microprotein và dự đoán khả năng sinh học của chúng, ShortStop giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và tài nguyên trong việc theo dõi các microprotein liên quan đến sức khỏe và bệnh tật.

ShortStop hoạt động dựa trên nguyên tắc phân loại microprotein thành hai loại: chức năng và không chức năng. Quá trình phân loại này được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu huấn luyện từ các bộ dữ liệu ngẫu nhiên được tạo ra bởi máy tính. Từ đó, ShortStop có thể so sánh các microprotein tìm thấy với các mẫu giả để nhanh chóng quyết định liệu một microprotein mới có khả năng chức năng hay không. Cách tiếp cận này cho phép các nhà khoa học tập trung vào những microprotein có tiềm năng cao, từ đó tăng hiệu quả của quá trình nghiên cứu.

Khi áp dụng ShortStop vào một bộ dữ liệu đã được công bố trước đó, các nhà nghiên cứu đã đạt được kết quả đáng khích lệ. Họ đã xác định được 8% microprotein có khả năng chức năng, ưu tiên chúng cho việc theo dõi tiếp theo. Điều đáng chú ý là công cụ này cũng giúp xác định các microprotein bị bỏ qua bởi các phương pháp khác, bao gồm cả một microprotein đã được xác nhận bằng cách phát hiện trong các tế bào và mô của con người. Điều này chứng minh khả năng của ShortStop trong việc mở rộng kiến thức về các microprotein và vai trò tiềm năng của chúng trong sinh học.

Ứng dụng gần đây nhất của ShortStop là trong việc phân tích dữ liệu di truyền từ các khối u phổi của con người và mô lân cận bình thường. Qua phân tích này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra danh sách các microprotein tiềm năng chức năng. Một số microprotein nổi bật mà ShortStop tìm thấy đã được biểu hiện nhiều hơn trong mô khối u hơn mô bình thường, gợi ý về khả năng chúng có thể đóng vai trò là dấu ấn sinh học hoặc microprotein chức năng cho ung thư phổi.

Việc xác định các microprotein liên quan đến ung thư phổi này không chỉ chứng minh giá trị của ShortStop mà còn nêu bật tiềm năng của học máy trong việc ưu tiên các ứng viên cho nghiên cứu và phát triển điều trị trong tương lai. Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng ShortStop sẽ đóng vai trò là công cụ then chốt trong việc khám phá các microprotein mới liên quan đến sức khỏe và bệnh tật. Qua đó, họ kỳ vọng sẽ mở ra những con đường mới cho việc chẩn đoán và điều trị các bệnh nghiêm trọng như ung thư và Alzheimer, từ đó cải thiện đáng kể cuộc sống của bệnh nhân trên toàn thế giới.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện một phương pháp mới để tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách khiến chúng tự vỡ từ trong ra ngoài. Một hợp chất đường, được tìm thấy trong vi khuẩn ở đáy biển sâu, kích hoạt một loại chết tế bào gọi là pyroptosis. Không chỉ phá hủy tế bào ung thư, hợp chất này còn báo hiệu cho hệ miễn dịch tham gia vào cuộc chiến chống lại bệnh tật.

Trong các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và trên chuột, hợp chất này đã thể hiện tác dụng chống khối u mạnh mẽ. Phát hiện này mở ra cánh cửa cho một phương pháp điều trị ung thư mới, sử dụng các phân tử tự nhiên để giải phóng sự phá hủy có mục tiêu. Việc khám phá ra hợp chất này không chỉ đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc tìm kiếm phương pháp điều trị ung thư hiệu quả mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nghiên cứu các nguồn tài nguyên vi mô biển.

Khai thác pyroptosis – một hình thức chết tế bào được lập trình gây viêm – đã trở thành một chiến lược điều trị hứa hẹn cho bệnh ung thư. Trong nghiên cứu được công bố trên Tạp chí FASEB, các nhà điều tra đã tinh chế một phân tử đường chuỗi dài, hoặc exopolysaccharide, từ vi khuẩn ở đáy biển sâu và chứng minh rằng nó kích hoạt pyroptosis để ức chế sự phát triển của khối u.

Hợp chất, được gọi là EPS3.9, bao gồm mannose và glucose, được sản xuất bởi chủng vi khuẩn Spongiibacter nanhainus CSC3.9 và các thành viên khác của chi Spongiibacter. Phân tích cơ chế cho thấy EPS3.9 có thể trực tiếp nhắm vào 5 phân tử phospholipid màng và gây độc cho khối u bằng cách kích thích pyroptosis trong tế bào ung thư bạch cầu ở người.

EPS3.9 cũng có tác dụng chống khối u đáng kể trên chuột mắc ung thư gan và kích hoạt phản ứng miễn dịch chống khối u. Công trình của chúng tôi không chỉ cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc phát triển các loại thuốc dựa trên carbohydrate mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc khám phá tài nguyên vi mô biển, tác giả tương ứng Chaomin Sun, Tiến sĩ, của Viện Khoa học Trung Quốc cho biết.

Tài liệu tham khảo: A Novel Exopolysaccharide, Highly Prevalent in Marine Spongiibacter, Triggers Pyroptosis to Exhibit Potent Anticancer Effects, bởi Ge Liu, Yeqi Shan và Chaomin Sun, ngày 23 tháng 7 năm 2025, Tạp chí FASEB. DOI: 10.1096 / fj.202500412R