Đột phá kháng sinh có thể báo hiệu sự kết thúc của các siêu khuẩn kháng thuốc

8/5/2018 2:09:16 PM
Nhiều loại thuốc kháng sinh được sử dụng ngày nay được phát hiện cách đây nhiều thập kỷ, và kể từ đó, vi khuẩn đã tiến hóa thành các chủng kháng thuốc

Các nhà khoa học đã trải qua một sự thay đổi tiềm năng trong cuộc chiến chống lại những siêu khuẩn kháng thuốc - một loại kháng sinh mới có khả năng đề kháng với kháng thuốc. Không chỉ hợp chất mới giết chết các siêu vi khuẩn như MRSA, mà còn phá hủy thành tế bào của chúng.

Kim Lewis, một nhà vi sinh vật học và giáo sư tại Đại học Northeastern ở Boston, MA, và các đồng nghiệp báo cáo phát hiện của họ trên tạp chí Nature .

Nhiều loại thuốc kháng sinh được sử dụng ngày nay được phát hiện cách đây nhiều thập kỷ, và kể từ đó, vi khuẩn đã tiến hóa thành các chủng kháng thuốc.

Ví dụ, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), vào năm 2012, đã có khoảng 450.000 trường hợp lao mới đa kháng thuốc (MDR-TB) trên toàn thế giới. Và lao kháng thuốc rộng rãi (XDR-TB) đã được xác định ở 92 quốc gia.

Vi khuẩn gây nhiễm trùng thông thường như nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm phổi, nhiễm trùng máu, cũng ngày càng trở nên kháng thuốc và khó điều trị. Ví dụ, tỷ lệ cao mắc phải các bệnh nhiễm trùng bệnh viện là do một dạng Staphylococcus aureus kháng Staph - methicillin có khả năng kháng cao hoặc MRSA .

Kịch bản đáng báo động này - kết hợp với thực tế hầu như không có bất kỳ kháng sinh mới nào - WHO gần đây cảnh báo chúng ta đang tiến tới "thời kỳ hậu kháng sinh", nơi mọi người có thể chết vì nhiễm trùng thông thường và thương tích nhẹ.

Hầu hết các loại thuốc kháng sinh được sử dụng trong y học của con người và động vật ngày nay đến từ vi khuẩn đất - hàng triệu năm chúng đã tạo ra các hợp chất độc để chống lại các vi khuẩn khác của đối phương. Ví dụ penicillin, kháng sinh thành công đầu tiên, xuất phát từ nấm đất Penicillium.

Nhưng có một vấn đề lớn khi nghiên cứu vi khuẩn đất - chúng rất khó nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Điều này có nghĩa là 99% vi khuẩn trên hành tinh của chúng ta vẫn chưa được nghiên cứu dưới dạng nguồn kháng sinh mới vì chúng từ chối phát triển trong thí nghiệm cho đến bây giờ.

Giáo sư Lewis và các đồng nghiệp đã phát triển một cách để nuôi cấy vi khuẩn trong môi trường tự nhiên. Điều này sử dụng một thiết bị mà họ gọi là "buồng khuếch tán", nơi các vi khuẩn đất nuôi cấy được tách ra thành các buồng riêng lẻ kẹp giữa hai màng bán thấm. Sau đó họ chôn thiết bị trở lại trong đất.

Vì vậy, thông qua màng bán thấm, vi khuẩn trở nên tiếp xúc với sự pha trộn rất phức tạp của các vi khuẩn và hợp chất khác của đất, phát triển dễ dàng như thể chúng đang ở trong đất. Bằng cách này, các nhà nghiên cứu đã tạo ra các khuẩn lạc đủ lớn để nghiên cứu trở lại trong phòng thí nghiệm.

10.000 khuẩn lạc mang lại 25 loại kháng sinh mới tiềm năng, trong đó có một loại thuốc kháng sinh

Bằng cách liên tục sử dụng buồng khuếch tán để nuôi cấy các loài vi khuẩn đất khác nhau, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khoảng 10.000 khuẩn lạc vi khuẩn để xem liệu có bất kỳ hợp chất nào có thể ngăn chặn sự phát triển của S. aureus hay không.

Họ tìm thấy 25 loại thuốc kháng sinh tiềm năng, trong đó một loại, teixobactin, xuất hiện mạnh nhất.

Trong phòng thí nghiệm, teixobactin đã giết chết một loạt các vi khuẩn gây bệnh, bao gồm các loại siêu vi kháng thuốc MRSA và VRE (enterococci kháng vancomycin).

Các thử nghiệm khác ở chuột cho thấy kết quả đầy hứa hẹn chống lại vi khuẩn gây nhiễm khuẩn huyết, nhiễm trùng da và phổi.

Teixobactin phá vỡ thành tế bào vi khuẩn - sự bảo vệ quan trọng của mầm bệnh chống lại sự tấn công. Các nhà nghiên cứu tin rằng điều này có nghĩa là vi khuẩn có thể biến đổi tất cả những gì nó thích, nhưng thành tế bào của nó sẽ luôn là gót chân Achilles của nó.

Giáo sư Lewis nói, "chế độ kép của Teixobactin và liên kết với các vùng không có peptid cho thấy sẽ rất khó phát triển sức đề kháng ".

Ông và các cộng sự đã phát hiện ra rằng việc tiếp xúc nhiều lần với thuốc không tạo ra bất kỳ đột biến kháng thuốc nào trong Staphylococcus aureus hoặc Mycobacterium tuberculosis , vi khuẩn gây ra hầu hết các trường hợp mắc bệnh hô hấp.

Họ kết luận: "Các tính chất của hợp chất này cho thấy một con đường hướng tới việc phát triển kháng sinh có khả năng tránh phát triển kháng thuốc".

Trong khi đó, một nhóm khác đã giải quyết vấn đề kháng thuốc từ một góc độ khác. Họ đã phát triển phần mềm dự đoán đột biến kháng thuốc tiếp theo của siêu khuẩn với một loại thuốc mới.

Thứ 5 ngày 8 tháng 1 năm 2015.