Ong đen, hay ong thợ mộc (chi Xylocopa), là loài côn trùng bay đơn độc cỡ lớn thường làm tổ trong các thân cây mục hoặc giàn gỗ quanh nhà. Trong dân gian, loài ong này đôi khi được nhắc tới trong các bài thuốc cổ truyền, khiến nhiều người tò mò về tác dụng thực sự của chúng. Liệu trong thân và nọc của loài ong đen này có chứa những hoạt chất sinh học nào có ích cho y học hay không?
Các nghiên cứu sinh hóa hiện đại cho thấy nọc và cơ thể ong đen chứa nguồn peptide kháng khuẩn tự nhiên phong phú cùng nhiều enzyme đặc hiệu [1], [2]. Đáng chú ý nhất là các chuỗi peptide phân tử nhỏ có khả năng ức chế vi sinh vật gây hại, mở ra tiềm năng lớn cho việc phát triển các dòng kháng sinh thế hệ mới từ nguồn gốc tự nhiên [1].
Peptide kháng khuẩn trong ong đen hoạt động thế nào?
Khác với các loài ong mật hay ong bắp cày sống theo bầy đàn đông đúc, ong đen là loài sinh sống đơn độc [1], [3]. Để bảo vệ bản thân và tổ trước kẻ thù hay mầm bệnh môi trường, tuyến nọc của chúng phát triển hệ thống vũ khí hóa học giàu các chuỗi peptide đặc thù [1], [3]. Trong cơ thể sống, các chuỗi peptide có hoạt tính sinh học thường là đoạn ngắn gồm 2 đến 40 đơn vị axit amin [4]. Khi được giải phóng, chúng mang điện tích dương và chứa các phần tử kỵ nước [1], [4].
Cơ chế tiêu diệt vi khuẩn của các peptide này dựa trên cấu trúc lưỡng tính đặc trưng [1], [3]. Do mang điện tích dương, chúng dễ dàng bị thu hút và gắn vào màng tế bào của vi sinh vật gây bệnh vốn tích điện âm [1], [4]. Tại đây, peptide thâm nhập và tạo ra các lỗ rò rỉ trên lớp màng lipid nhân tạo cũng như màng sinh học, làm rách màng, thoát dịch nội bào và làm vi khuẩn bị tiêu diệt [1]. Đây là cơ chế vật lý trực tiếp, khiến vi sinh vật rất khó sinh ra cơ chế đề kháng như đối với kháng sinh hóa dược thông thường.
Xylopin: Điểm sáng kháng khuẩn từ ong đen Nhật Bản
Một bước ngoặt trong việc tìm hiểu hoạt chất của ong đen diễn ra vào năm 2017, khi các nhà khoa học tiến hành giải mã thành phần peptide từ nọc loài ong đen Xylocopa appendiculata circumvolans [1]. Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo kết hợp khối phổ (LC-MS) để lập bản đồ dấu vân tay peptide [1].
Kết quả phân tích ghi nhận trong dịch nọc thô của loài ong này chứa tới 124 thành phần khác nhau [1]. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã giải mã thành công trình tự đầy đủ của 75 thành phần peptide qua kỹ thuật khối phổ bắt cặp MS/MS [1]. Đáng chú ý nhất, phần lớn các chuỗi này đều có liên quan mật thiết đến một peptide chính hoàn toàn mới được đặt tên là xylopin [1].
Xylopin có chuỗi trình tự axit amin là GFVALLKKLPLILKHLH-NH2, mang cấu trúc chuỗi xoắn alpha tích điện dương tuyến tính, giàu axit amin kỵ nước và không chứa liên kết disulfide [1]. Khi đánh giá sinh học trên mẫu tổng hợp nhân tạo, xylopin thể hiện hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng và hoạt tính diệt ký sinh trùng leishmania ở mức vừa phải [1]. Đặc biệt, chuỗi peptide này chứng minh khả năng đục lỗ trên màng lipid nhân tạo nhưng hầu như không gây vỡ hồng cầu (hoạt tính tiêu huyết gần như bằng không), đồng thời chỉ gây giải phóng hạt tế bào mast ở mức độ trung bình [1]. Đây là đặc tính rất có giá trị vì giảm thiểu độc tính trên tế bào máu của động vật có vú.
Bức tranh protein phức tạp từ ong đen châu Âu và Australia
Không dừng lại ở loài ong đen châu Á, các nhà khoa học tiếp tục mở rộng khảo sát trên các loài ong đen bản địa khác. Năm 2022, nghiên cứu về nọc của loài ong đen lớn Australia (Xylocopa aruana) cho thấy nọc loài này có cấu trúc tương đối đơn giản hơn ong mật, gồm một peptide lưỡng tính nhỏ ký hiệu là XYTX1-Xa1a, cùng một lượng nhỏ phân tử tương đồng apamin (XYTX2-Xa2a) và enzyme phospholipase-A2 (PLA2) [3].
Thử nghiệm sinh học ghi nhận XYTX1-Xa1a tương đồng và có chung cơ chế hoạt động với melittin (thành phần chính trong nọc ong mật Apis mellifera), có khả năng kích hoạt trực tiếp tế bào thần kinh cảm giác của động vật có vú và gây hành vi đau tự phát trên mô hình chuột sống, hiệu ứng này tăng mạnh khi có mặt enzyme PLA2 [3]. Trong khi đó, peptide dạng apamin XYTX2-Xa2a chỉ chẹn yếu kênh kali kích hoạt bởi canxi độ dẫn nhỏ (KCa) và không gây đau ở chuột [3].
Cũng trong năm 2022, phân tích phiên mã - protein toàn diện đầu tiên trên loài ong đen tím châu Âu (Xylocopa violacea) đã hé lộ mức độ đa dạng bất ngờ [2]. Nhóm nghiên cứu xác định được 43 họ protein khác nhau từ dịch chiết tuyến nọc, trong đó 32 họ protein xuất hiện trực tiếp trong nọc phóng ra khi phòng vệ [2]. Hai thành phần được tiết ra nhiều nhất là biến thể dạng melittin và apamin, kế tiếp là Phospholipase A2, Icarapin, Secapin cùng ba hoạt chất mới [2]. Nghiên cứu chỉ ra rằng các chuỗi dạng melittin ở ong đen tách thành phân nhóm riêng biệt chứa biến thể xylopin, cho thấy sự tiến hóa vũ khí sinh học độc lập và chuyên biệt ở các loài ong thợ mộc đơn độc [2].
Hệ vi sinh vật cộng sinh trên thân ong đen
Bên cạnh các peptide và enzyme nội sinh trong nọc, cơ thể ong đen còn là nơi cư ngụ của nhiều vi sinh vật có hoạt tính sinh học cao. Một nghiên cứu công bố năm 2009 về tính đa dạng của xạ khuẩn (actinomycetes) phân lập từ phân động vật và thân loài ong đen Xylocopa dissimilis đã mang lại phát hiện thú vị [5].
Từ các mẫu thu thập, các nhà khoa học đã phân lập được 121 chủng xạ khuẩn trên 4 môi trường nuôi cấy, trong đó có 47 chủng thuộc 9 chi xạ khuẩn khác nhau [5]. Đáng chú ý, phân tích trình tự gen 16S rRNA đã xác định được 3 loài xạ khuẩn mới tiềm năng từ các mẫu sinh vật khảo sát, bao gồm cả thân ong đen [5]. Một số chủng xạ khuẩn phân lập được sở hữu khả năng thủy phân lông gà và cellulose mạnh mẽ [5]. Điều này khẳng định hệ vi sinh trên thân ong đen là nguồn tài nguyên tiềm năng để khai thác các enzyme công nghiệp và các chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học mới [5].
Tiềm năng y học và khoảng cách từ phòng thí nghiệm ra đời sống
Các phân tử peptide phân lập từ nọc ong đen đang thắp lên hy vọng cho ngành dược phẩm trong bối cảnh các loại thuốc kháng sinh hiện nay gia tăng nguy cơ kháng thuốc và gây stress oxy hóa lên tế bào cơ thể người [4]. Với đặc tính tạo lỗ màng vi khuẩn nhanh chóng và phổ tác động rộng, các chuỗi peptide như xylopin là hình mẫu lý tưởng để thiết kế thuốc điều trị nhiễm trùng [1].
Tuy nhiên, cần nhìn nhận khách quan rằng tất cả các dữ liệu công bố hiện nay về hoạt chất của ong đen mới dừng lại ở cấp độ ống nghiệm (in vitro), giải mã sinh học phân tử và thử nghiệm sơ bộ trên mô hình động vật gặm nhấm [1], [3]. Chưa có bất kỳ thử nghiệm lâm sàng nào được tiến hành trên người nhằm đánh giá hiệu lực hay độ an toàn của dịch chiết từ loài ong này. Con đường từ một peptide tự nhiên trong phòng thí nghiệm đến viên thuốc điều trị trên lâm sàng đòi hỏi quá trình tinh sạch, biến đổi cấu trúc để giảm độc lực và thử nghiệm độc tính qua nhiều giai đoạn khắt khe.
Những hiểu lầm thường gặp và nguy cơ ngộ độc
Trong dân gian, nhiều người truyền tai nhau việc bắt ong đen ngâm rượu nguyên con hoặc tán bột uống để chữa viêm xoang, đau nhức xương khớp hay bồi bổ sức khỏe. Đây là việc làm mang nhiều rủi ro tiềm ẩn.
Thực tế, nọc ong đen chứa các hoạt chất như XYTX1-Xa1a hay melittin có khả năng kích hoạt trực tiếp các thụ thể đau và gây viêm sưng dữ dội trên mô sống [3], [2]. Khi ngâm rượu hoặc tự ý tán bột uống, dịch nọc cùng các enzyme phospholipase A2 chưa qua xử lý có thể gây dị ứng nghiêm trọng, sốc phản vệ hoặc tổn thương niêm mạc đường tiêu hóa. Ngoài ra, việc sử dụng xác côn trùng hoang dã không rõ nguồn gốc tiềm ẩn nguy cơ nhiễm nấm mốc độc hại hoặc các vi khuẩn cộng sinh gây bệnh đường ruột. Không thể đánh đồng việc một peptide đơn lẻ có hoạt tính kháng khuẩn trong đĩa petri với việc uống rượu ngâm ong đen có thể trị được bệnh.
Khuyến cáo an toàn và hướng ứng dụng khoa học
Người dân tuyệt đối không tự ý bắt ong đen để ngâm rượu, làm thuốc hay thoa đắp vết thương hở theo kinh nghiệm truyền miệng. Nọc của ong đen được tiến hóa để gây đau đớn và phòng vệ, do đó vết chích của chúng có thể gây phản ứng phù nề cục bộ kéo dài và cực kỳ nguy hiểm cho những người có cơ địa dị ứng côn trùng [3].
Nếu gặp ong đen làm tổ trong nhà, nên xua đuổi nhẹ nhàng bằng khói hoặc nhờ người có chuyên môn di dời tổ, tránh dùng tay trần bắt giết để không bị chích. Những người mắc bệnh mạn tính, người đang sốt, phụ nữ mang thai hoặc người có cơ địa nhạy cảm cần đặc biệt tránh xa các loại rượu thuốc ngâm xác côn trùng. Khi cơ thể có dấu hiệu nhiễm trùng hoặc mắc các bệnh lý viêm nhiễm, giải pháp an toàn và khoa học nhất là thăm khám tại cơ sở y tế để được kê đơn thuốc kháng sinh đã qua kiểm duyệt chuẩn mực, thay vì mạo hiểm sử dụng các bài thuốc truyền miệng chưa được kiểm chứng.
