Ong vò vẽ là loài côn trùng mang nọc độc nguy hiểm, có thể gây sốc phản vệ và tử vong cho con người khi bị đốt. Tuy nhiên, dưới góc nhìn của công nghệ sinh học và y dược học hiện đại, nọc loài ong này lại chứa nhiều hoạt chất sinh học đáng chú ý. Nhiều người thắc mắc liệu nọc của loài côn trùng hung dữ này có thể trở thành nguồn dược liệu trị bệnh hay không.

Câu trả lời từ giới nghiên cứu là nọc ong vò vẽ chứa các chuỗi peptide kháng khuẩn cực mạnh, tiêu biểu là họ mastoparan [1], [2]. Dù vậy, những dữ liệu hiện nay mới dừng lại ở phòng thí nghiệm; rào cản lớn nhất ngăn việc ứng dụng thực tế là độc tính phá hủy màng tế bào của chính cơ thể người [2], [3].

1. Bí mật cấu trúc của vũ khí sinh học mastoparan

Trong nọc của các loài ong thuộc chi Vespa, mastoparan là thành phần peptide được quan tâm nghiên cứu hàng đầu [2], [3]. Phần lớn các phân tử mastoparan tự nhiên là những chuỗi peptide ngắn gồm 14 axit amin [4], [3]. Chúng có đặc tính mang điện tích dương (cation) và cấu trúc lưỡng ái, nghĩa là sở hữu cả phần ưa nước lẫn phần kỵ nước [2], [4].

Khi tiếp xúc với môi trường màng tế bào, các chuỗi peptide này sẽ cuộn xoắn thành cấu trúc alpha-helix [2], [4]. Chính dạng hình học đặc thù này cho phép mastoparan dễ dàng bám dính và chèn vào lớp màng bảo vệ của vi khuẩn [2], [4]. Cơ chế tác động chủ yếu là làm tăng tính thấm màng, đục thủng lớp vỏ khiến tế bào vi khuẩn bị rò rỉ dưỡng chất và phân rã [2], [5].

Bên cạnh khả năng diệt khuẩn, cấu trúc này cũng là nguyên nhân gây ra độc tính [2]. Mastoparan thúc đẩy tế bào mast của hệ miễn dịch giải phóng hạt (degranulation) và tiết histamine, từ đó kích hoạt phản ứng viêm và dị ứng mạnh [1], [2], [6]. Hơn nữa, tính kỵ nước cao khiến peptide này khó phân biệt giữa màng vi khuẩn và màng hồng cầu người [2], [4].

2. Khả năng tiêu diệt mầm bệnh đa dạng qua các thử nghiệm

Các nghiên cứu trong ống nghiệm đã xác nhận phổ kháng khuẩn rộng lớn của mastoparan phân lập từ các loài ong vò vẽ khác nhau [2], [5]. Chúng có thể ức chế từ vi khuẩn Gram dương, vi khuẩn Gram âm cho đến nấm gây bệnh [1], [2].

Một nghiên cứu công bố năm 2008 đã phân lập hai peptide từ nọc ong Vespa bicolor là MP-VB1 và VESP-VB1 [1]. Phân tích khối phổ cho thấy MP-VB1 có chuỗi axit amin INMKASAAVAKKLL với khối lượng phân tử 1456,5, còn VESP-VB1 có chuỗi FMPIIGRLMSGSL với khối lượng 1420,6 [1]. Cả hai đều cho thấy hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm mạnh mẽ nhưng hầu như không gây tan máu trên hồng cầu người [1].

Đến năm 2021, các nhà khoa học tiếp tục phát hiện các peptide mastoparan mới từ ba loài ong: Vespa ducalis (gồm U-VVTX-Vm1a, U-VVTX-Vm1b, U-VVTX-Vm1c), Vespa mandarinia (U-VVTX-Vm1d) và Vespa affinis (U-VVTX-Vm1e) [5]. Thử nghiệm cho thấy hai biến thể U-VVTX-Vm1b và U-VVTX-Vm1e tiêu diệt vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus ATCC25923 và trực khuẩn E. coli ATCC25922 ở nồng độ lần lượt là 16 microgam/mL và 32 microgam/mL [5]. Chuỗi U-VVTX-Vm1b làm tăng tính thấm màng vi khuẩn E. coli và phá hủy DNA bộ gen của chúng [5].

Nghiên cứu công bố năm 2022 về nọc thô của ong Vespa bicolor thu thập tại miền Nam Trung Quốc còn phát hiện hoạt tính ức chế vi khuẩn kỵ khí Propionibacterium acnes gây mụn trứng cá [7]. Nọc thô của loài này cũng biểu hiện khả năng chống oxy hóa mạnh và giảm viêm trên tế bào RAW 264.7 ở nồng độ thấp 1 microgam/mL [7]. Ngược lại với các mẫu từ miền Bắc Trung Quốc từng kháng được Pseudomonas aeruginosa ở nồng độ ức chế tối thiểu 120 microgam/mL của MP-VB1, mẫu ong miền Nam lại không ức chế loài khuẩn này dù nâng nồng độ lên 10 mg/mL, cho thấy hoạt tính có sự phân hóa theo địa lý [7].

3. Rào cản độc tính và nguy cơ tan màng tế bào người

Mặc dù có sức mạnh kháng khuẩn vượt trội, mastoparan tự nhiên tồn tại một nhược điểm chí mạng: độc tính tan máu [2], [3]. Do hoạt động theo cơ chế phá hủy màng, peptide này có thể chọc thủng luôn màng hồng cầu và các tế bào bình thường của người bệnh [2], [3].

Một nghiên cứu năm 2011 khảo sát sáu loại mastoparan từ các loài ong Vespa tại Đài Loan cho thấy chúng đều gây vỡ màng hồng cầu gà, cừu và người ở các mức độ khác nhau [2]. Mức độ gây tan máu của peptide tương quan thuận với độ kỵ nước trung bình và mô-men kỵ nước của phân tử [2]. Khi chuỗi peptide có tính kỵ nước càng mạnh thì khả năng đâm xuyên phá hủy màng hồng cầu càng cao [2], [4].

Ngoài ra, mastoparan còn kích thích giải phóng ồ ạt histamine từ dưỡng bào, gây nên tình trạng sốc phản vệ quen thuộc khi bị ong đốt [1], [2]. Nghiên cứu năm 2015 trên chuột cho thấy mastoparan từ nọc ong Vespula lewisii có thể kích hoạt con đường tự chết ty thể (apoptosis) của tế bào khối u hắc tố B16F10-Nex2, làm giảm kích thước khối u dưới da [6]. Khả năng kích nổ ty thể này khẳng định tiềm năng độc tế bào rất cao của phân tử, khiến việc đưa vào sử dụng tự do trên cơ thể người đối mặt rủi ro lớn [6].

4. Nỗ lực biến đổi cấu trúc: Cuộc đua giảm độc, giữ hoạt tính

Để biến nọc ong thành thuốc kháng sinh an toàn, các nhà khoa học đang thử nghiệm tái thiết kế cấu trúc phân tử mastoparan [4], [3]. Mục tiêu là duy trì khả năng đục màng vi khuẩn nhưng hạn chế tối đa việc gây vỡ hồng cầu người [4].

Nghiên cứu năm 2018 đã đánh giá peptide mastoparan-C (MP-C) từ loài ong vò vẽ châu Âu Vespa crabro [3]. Nhóm tác giả thiết kế hai biến thể nhân tạo: biến thể MP-C mạch vòng (nhờ gắn hai gốc cysteine) và biến thể nối chuỗi tat ở đầu N [3]. Cả ba peptide này đều ức chế hiệu quả vi khuẩn thông thường, các chủng kháng thuốc và màng sinh học vi khuẩn (biofilm) [3]. Tuy nhiên, dạng mạch vòng tuy tăng thời gian bán thải nhưng lại giảm lực kháng khuẩn và tăng mức độ tan máu; dạng gắn tat tăng tính thấm màng nhưng làm mất đi tính đặc hiệu [3].

Một nghiên cứu khác năm 2022 trên peptide MpVT của ong Vespa tropica đã đem lại tín hiệu tích cực hơn [4]. Bằng cách thay thế axit amin bằng phenylalanine (tạo ra biến thể MpVT1), hoạt tính kháng khuẩn tăng lên rõ rệt mà không làm tăng độc tính tế bào [4]. Ngược lại, nếu cắt bỏ 3 gốc axit amin ở đầu tận C, chuỗi alpha-helix bị rút ngắn, khiến cả hoạt tính diệt khuẩn lẫn mức độ gây tan máu đều suy giảm [4]. Những kết quả này cho thấy việc sắp xếp chính xác các gốc kỵ nước trên bề mặt chuỗi xoắn là chìa khóa để tinh chỉnh độc tính [4].

5. Những hiểu lầm nguy hiểm cần tránh

Nhiều người dân khi đọc thông tin về khả năng kháng khuẩn của nọc ong thường vội vàng suy diễn theo hướng dân gian truyền miệng. Đây là những ngộ nhận có thể đe dọa trực tiếp tới tính mạng người bệnh.

  • Hiểu lầm bắt ong đốt để trị nhiễm trùng: Nọc ong tự nhiên chứa hỗn hợp phức tạp gồm độc tố, phospholipase và các enzyme gây viêm nặng nề [1], [7]. Bị ong vò vẽ đốt có thể gây suy đa tạng, tan máu cấp tính và tử vong; tuyệt đối không thể dùng thay thế thuốc kháng sinh.
  • Hiểu lầm uống rượu ngâm ong để ngừa bệnh: Chưa có bất kỳ nghiên cứu khoa học nào chứng minh rượu ngâm ong vò vẽ có tác dụng diệt khuẩn trong cơ thể người. Trái lại, các protein độc tố chưa biến tính khi uống vào có thể kích hoạt dị ứng tiêu hóa, ngộ độc gan thận cấp tính.
  • Hiểu lầm mastoparan đã được phê duyệt làm thuốc: Hiện tại tất cả các thử nghiệm với mastoparan nguyên bản hay biến thể nhân tạo đều chỉ dừng lại ở quy mô ống nghiệm (in vitro) hoặc mô hình chuột [4], [3], [6]. Chưa có bất kỳ chế phẩm nào được cấp phép thử nghiệm lâm sàng rộng rãi trên người.

6. Đối tượng cần tuyệt đối tránh xa nọc ong vò vẽ

Nọc ong vò vẽ là mối nguy hiểm sinh học cao. Trong đời sống hàng ngày, các nhóm đối tượng sau cần được bảo vệ và cách ly hoàn toàn khỏi nguy cơ tiếp xúc với ong vò vẽ:

  • Người có cơ địa dị ứng: Những người từng bị dị ứng phấn hoa, côn trùng đốt tuyệt đối không thử các bài thuốc truyền miệng từ ong; nguy cơ sốc phản vệ do kích hoạt tế bào mast giải phóng histamine là rất cao [1], [2].
  • Phụ nữ có thai và cho con bú: Độc tính phân giải tế bào và kích hoạt phản ứng miễn dịch của nọc ong có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới thai nhi và trẻ nhỏ; hoàn toàn chưa có dữ liệu an toàn trên nhóm này.
  • Trẻ nhỏ và người cao tuổi: Hệ miễn dịch và chức năng gan thận chưa hoàn thiện hoặc đã suy giảm sẽ không thể chuyển hóa hay chống đỡ được độc tố phá hủy màng tế bào của nọc ong.
  • Bệnh nhân có bệnh lý tán huyết, bệnh thận: Hoạt tính làm vỡ hồng cầu của mastoparan sẽ làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu máu và gây suy thận cấp [2].

7. Góc nhìn ứng dụng và định hướng tương lai

Các kết quả thử nghiệm sinh học hiện tại mở ra hướng đi mới đầy hứa hẹn cho ngành dược lý học [3], [5]. Trong bối cảnh vi khuẩn kháng kháng sinh đang trở thành thảm họa toàn cầu, các peptide kháng khuẩn tự nhiên như họ mastoparan là nguồn cảm hứng lớn để tổng hợp thuốc thế hệ mới [4], [5].

Tuy vậy, con đường từ phòng thí nghiệm tới viên thuốc lâm sàng còn rất dài [3]. Thay vì dùng trực tiếp nọc tự nhiên, các nhà khoa học đang dùng công nghệ tính toán (in silico) để mô phỏng cấu trúc, thay đổi vị trí các axit amin nhằm loại bỏ hoàn toàn tính năng đâm thủng hồng cầu người [4]. Bên cạnh đó, các biến thể mastoparan có thể được phát triển dưới dạng thuốc bôi ngoài da để trị nhiễm trùng bề mặt trước khi tính đến đường tiêm truyền toàn thân [8].

Nọc ong vò vẽ nói chung và mastoparan nói riêng chứa đựng tiềm năng kháng khuẩn mạnh mẽ trước cả vi khuẩn gram âm, gram dương và nấm [1], [2], [5]. Tuy nhiên, độc tính làm tan màng tế bào và gây dị ứng của hoạt chất tự nhiên vẫn là rào cản lớn chưa được giải quyết trọn vẹn [2], [3]. Người dân cần nhìn nhận thông tin khoa học một cách tỉnh táo, tuyệt đối không tự ý áp dụng các biện pháp truyền miệng nguy hiểm từ ong vò vẽ, và luôn tuân thủ phác đồ điều trị kháng sinh từ bác sĩ chuyên khoa.