I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Probiotic và Hệ Vi Sinh Vật Ruột
Ngày nay, việc sử dụng các chế phẩm sinh học, bao gồm cả probiotic, để hỗ trợ điều trị một số bệnh đường tiêu hóa và các bệnh lý khác ngày càng phổ biến. Probiotic được biết đến là những chế phẩm chứa vi sinh vật sống, khi được sử dụng với lượng thích hợp, mang lại lợi ích sức khỏe cho vật chủ. Chi Bacillus là một trong những chi vi sinh vật được nghiên cứu sử dụng trong vai trò probiotic nhiều nhất. Các chủng thuộc hai loài Bacillus subtilis và Bacillus coagulans được xem là lựa chọn lý tưởng để phát triển các chế phẩm probiotic do khả năng tạo bào tử và tồn tại trong các môi trường khắc nghiệt của hệ tiêu hóa cũng như các điều kiện cần sử dụng nhiệt độ cao. Các chế phẩm probiotic chứa đơn chủng và đa chủng vi sinh vật trên đã được nghiên cứu phát triển và ứng dụng trong lĩnh vực chăm sóc và bảo vệ sức khỏe.
1.1. Định Nghĩa và Lịch Sử Nghiên Cứu Về Probiotic
Probiotic bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, theo FAO/WHO (2001) gồm các vi sinh vật sống, khi đưa vào cơ thể với một số lượng thích hợp sẽ có lợi cho sức khỏe vật chủ. Những nghiên cứu về probiotic mới chỉ bắt đầu vào thế kỷ 20. Vào năm 1900, bác sỹ Henry Tisser đã quan sát và thấy rằng phân của những đứa trẻ mắc bệnh tiêu chảy có ít vi khuẩn lạ hơn những đứa trẻ khỏe mạnh. Sau đó năm 1907, Elie Metchnikoff đã chứng minh rằng việc tiêu thụ Lactobacillus sẽ hạn chế các nội độc tố của hệ vi sinh vật đường ruột. Năm 1930, nhà khoa học Minoru Shirota đã phân lập các vi khuẩn lactic từ phân của các em thiếu nhi khỏe mạnh.
1.2. Tiêu Chuẩn Chọn Chủng Vi Sinh Vật Phát Triển Probiotic
Có 4 yêu cầu quan trọng cho một chủng vi khuẩn probiotic theo khuyến cáo FAO/WHO là: (i) an toàn; (ii) chủng vi sinh vật có thể tồn tại và phát triển trong hệ tiêu hóa của vật chủ; (iii) ức chế vi sinh vật có hại cho vật chủ; (iv) chủng vi sinh vật làm tăng hiệu quả trao đổi chất và khả năng miễn dịch của vật chủ. Một trong những yêu cầu tiên quyết của vi sinh vật probiotic là phải an toàn cho vật chủ. Theo khuyến cáo của WHO, vi sinh vật an toàn cho sản xuất probiotic cần có nguồn gốc, tên khoa học rõ ràng.
II. Thách Thức và Vấn Đề Nghiên Cứu Probiotic Hiện Nay
Để có được tác dụng mong muốn, các chế phẩm probiotic phải đáp ứng một số yêu cầu cần thiết như tính an toàn, mật độ lợi khuẩn, độ sống sót, không bị tạp nhiễm. Tuy nhiên, các nghiên cứu chế phẩm probiotic đa chủng tại Việt Nam về tính an toàn và hiệu quả sử dụng còn khá khiêm tốn. Kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây (tuyển chọn chủng vi khuẩn probiotic Bacillus subtilis và Bacillus coagulans cũng như lên men thu sinh khối của hai chủng vi khuẩn này tại Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học, Đại học Quốc gia Hà Nội), chúng tôi tiến hành thực hiện luận văn “Nghiên cứu độ an toàn và hiệu quả của chế phẩm probiotic đa chủng BaciMix thông qua chỉ tiêu về độc tính và chỉ số miễn dịch IgA trên động vật thực nghiệm” nhằm cung cấp các thông tin về tính an toàn và một phần hiệu quả của chế phẩm trên mô hình động vật thí nghiệm hướng tới mục tiêu ứng dụng chế phẩm này trong thực tế.
2.1. Tính An Toàn và Hiệu Quả Của Chế Phẩm Probiotic Đa Chủng
Các nghiên cứu chế phẩm probiotic đa chủng tại Việt Nam về tính an toàn và hiệu quả sử dụng còn khá khiêm tốn. Cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá đầy đủ các tác động của probiotic đa chủng lên hệ vi sinh vật đường ruột và sức khỏe tổng thể.
2.2. Yêu Cầu Cần Thiết Để Chế Phẩm Probiotic Phát Huy Tác Dụng
Để có được tác dụng mong muốn, các chế phẩm probiotic phải đáp ứng một số yêu cầu cần thiết như tính an toàn, mật độ lợi khuẩn, độ sống sót, không bị tạp nhiễm. Việc đảm bảo các yêu cầu này là rất quan trọng để probiotic có thể phát huy tối đa hiệu quả.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu Đánh Giá Chế Phẩm Probiotic BaciMix
Luận văn “Nghiên cứu độ an toàn và hiệu quả của chế phẩm probiotic đa chủng BaciMix thông qua chỉ tiêu về độc tính và chỉ số miễn dịch IgA trên động vật thực nghiệm” nhằm cung cấp các thông tin về tính an toàn và một phần hiệu quả của chế phẩm trên mô hình động vật thí nghiệm hướng tới mục tiêu ứng dụng chế phẩm này trong thực tế. Mục tiêu của luận văn là đánh giá độ an toàn và hiệu quả của chế phẩm probiotic trên mô hình động vật thí nghiệm khi sử dụng chế phẩm probiotic BaciMix gồm hai loài Bacillus subtilis BS 304.04 và Bacillus coagulans BC 304.
3.1. Đánh Giá Độc Tính Cấp và Bán Trường Diễn Của BaciMix
Nghiên cứu, đánh giá độc tính cấp và độc tính bán trường diễn trên mô hình động vật thực nghiệm khi sử dụng chế phẩm probiotic BaciMix (gồm hai loài B. subtilis và B. coagulans).
3.2. Xác Định Biến Động Chỉ Số Immunoglobulin A IgA
Xác định sự biến động chỉ số Immunoglobulin A trong huyết thanh động vật thực nghiệm khi sử dụng chế phẩm probiotic BaciMix trên.
3.3. Thành Phần và Tiêu Chuẩn Của Chế Phẩm BaciMix
Chế phẩm BaciMix là sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu đánh giá vai trò cải thiện tích cực hệ vi sinh vật đường ruột và tăng cường miễn dịch của chế phẩm probiotic”, cấp quốc gia do Viện Vi sinh vật và Công nghệ sinh học, ĐHQGHN. Chế phẩm có số lô sản xuất 0121 DL, ngày sản xuất 10/11/22, hạn sử dụng 10/01/2024 và được gia công sản xuất tại Nhà máy đạt tiêu chuẩn GMP – Công ty CP Công nghệ Sinh phẩm Nam Việt.
IV. Ứng Dụng Thực Tiễn và Kết Quả Nghiên Cứu Chế Phẩm BaciMix
Chi Bacillus đã trải qua những thay đổi đáng kể về phân loại theo thời gian. Số lượng loài được phân bổ cho chi này đã tăng lên thành 318 loài trong “Danh mục sinh vật nhân sơ có danh pháp”. Trong đó, 51 loài Bacillus đã được tách riêng biệt thành 05 cụm phát sinh loài. Theo Ash và cs. Bacillus là một trong những chi vi sinh vật được nghiên cứu sử dụng nhiều nhất trong vai trò probiotic. B. subtilis và B. coagulans đều là chủng nằm trong danh mục GRAS và được đánh giá là một lựa chọn hàng đầu để phát triển thực phẩm hỗ trợ sức khỏe do khả năng tạo bào tử và tồn tại trong các môi trường khắc nghiệt của hệ tiêu hóa cũng như các điều kiện cần sử dụng nhiệt độ cao.
4.1. Nghiên Cứu Về Chế Phẩm Probiotic Chứa Chi Bacillus
Bacillus là một trong những chi vi sinh vật được nghiên cứu sử dụng nhiều nhất trong vai trò probiotic. B. subtilis và B. coagulans đều là chủng nằm trong danh mục GRAS và được đánh giá là một lựa chọn hàng đầu để phát triển thực phẩm hỗ trợ sức khỏe.
4.2. Tác Dụng Của Bacillus Subtilis và Bacillus Coagulans
B. subtilis là vi khuẩn probiotic được nghiên cứu và ứng dụng nhiều nhất trong chi Bacillus nhờ khả năng tăng sinh mạnh cũng như khả năng sinh tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học như axit hữu cơ, màng sinh học, chất kháng khuẩn, các enzyme. B. coagulans là vi khuẩn Gram dương cũng được nghiên cứu rộng rãi do khả năng tạo bào tử, sinh tổng hợp các chất kháng khuẩn như coagulin và lactosporin, điều hòa miễn dịch và cân bằng hệ vi sinh vật đường ruột.
V. Đánh Giá Tính An Toàn Của Probiotic Trên Mô Hình Động Vật
Nghiên cứu trên mô hình động vật đã xuất hiện từ ít nhất 500 năm trước công nguyên. Mô hình động vật thí nghiệm (ĐVTN) được sử dụng để phát triển các phương pháp điều trị trong y tế, xác định độc tính của thuốc, kiểm tra độ an toàn cho các sản phẩm dành cho con người và các mục đích sử dụng y sinh, mục đích thương mại và chăm sóc sức khỏe khác. Theo trang Human Sociaty International, hằng năm có hơn 115 triệu cá thể động vật được sử dụng với mục đích thí nghiệm.
5.1. Vai Trò Của Mô Hình Động Vật Trong Nghiên Cứu Probiotic
Mô hình động vật thí nghiệm (ĐVTN) được sử dụng để phát triển các phương pháp điều trị trong y tế, xác định độc tính của thuốc, kiểm tra độ an toàn cho các sản phẩm dành cho con người và các mục đích sử dụng y sinh, mục đích thương mại và chăm sóc sức khỏe khác.
5.2. Ưu Điểm Của Việc Sử Dụng Chuột Bạch Trong Thí Nghiệm
Chuột bạch là loài gặm nhấm đã được thuần hóa từ 3000 năm trước đây bởi người Inca. Chuột bạch được sử dụng thí nghiệm nhiều nhất với các lý do sau đây: Khối lượng cơ thể nhỏ, dễ kiểm soát trong quá trình thí nghiệm; Tập tính hiền lành, đã được thuần hóa phù hợp với môi trường phòng thí nghiệm; Chu kỳ sinh sản ngắn, dễ dàng nhân giống; Đường hô hấp nhạy với các chất gây dị ứng nên được chúng được chọn lựa nhiều trong các nghiên cứu độc tính; Bộ máy tiêu hóa gần giống người, không thể tự tổng hợp một số chất cần thiết nên phù hợp với nghiên cứu dinh dưỡng.
VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Phát Triển Probiotic Tương Lai
Các nghiên cứu in vitro cho thấy một số chế phẩm probiotic đa chủng thể hiện tác dụng ức chế các mầm bệnh đường ruột tốt hơn và có tác dụng tốt hơn so với các chế phẩm đơn chủng của chúng. Chế phẩm chứa hai loài probiotic B. subtilis HU58 và B. coagulans SC208 có tác dụng giảm chứng loạn khuẩn đường ruột; B. coagulans kích thích khả năng tăng trưởng của chuột.
6.1. Lợi Ích Của Chế Phẩm Probiotic Đa Chủng So Với Đơn Chủng
Các nghiên cứu in vitro cho thấy một số chế phẩm probiotic đa chủng thể hiện tác dụng ức chế các mầm bệnh đường ruột tốt hơn và có tác dụng tốt hơn so với các chế phẩm đơn chủng của chúng.
6.2. Hướng Nghiên Cứu và Phát Triển Chế Phẩm Probiotic Mới
Cần có thêm nhiều nghiên cứu để đánh giá đầy đủ các tác động của probiotic đa chủng lên hệ vi sinh vật đường ruột và sức khỏe tổng thể. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc xác định các chủng probiotic có hiệu quả cao và an toàn, cũng như phát triển các phương pháp sản xuất probiotic hiệu quả hơn.
