 |
Hình minh họa vi khuẩn Enterococci được vẽ bằng màu hồng sáng trên nền đen |
Sự lây lan của "siêu vi khuẩn" kháng thuốc - bao gồm cả vi khuẩn đã tiến hóa để ngăn chặn ngay cả những loại kháng sinh mạnh nhất - là mối đe dọa ngày càng lớn đối với sức khỏe cộng đồng. Giờ đây, các nhà khoa học đã phát minh ra một loại kháng sinh mới có thể tiêu diệt những vi trùng này bằng cách nhanh chóng sắp xếp lại các nguyên tử của nó và do đó thay đổi hình dạng của nó.
Cho đến nay, họ đã thử nghiệm tính năng thay đổi hình dạng ở ấu trùng bướm đêm ( Galleria mellonella ), một mô hình động vật phổ biến được sử dụng để kiểm tra hiệu quả của thuốc kháng sinh, nhưng họ vẫn chưa đưa loại thuốc này cho người hoặc các động vật có vú khác.
Kích thích hóa học
Để tạo ra loại thuốc kháng sinh mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng "kích thích hóa học" - các phản ứng hóa học hiệu quả cao có thể nhanh chóng và đáng tin cậy "nhấp chuột" các khối xây dựng hóa học khác nhau lại với nhau, giống như hai nửa của khóa dây an toàn.
Tác giả cao cấp của nghiên cứu, John Moses, giáo sư tại Phòng thí nghiệm Cold Spring Harbor (CSHL) ở New York, Mỹ đã nghiên cứu những phản ứng cực nhanh này dưới sự hướng dẫn của K. Barry Sharpless, người đã giành được một trong hai giải thưởng Nobel cho vai trò của mình trong việc phát triển hóa học nhấp chuột.
"Hóa học nhấp chuột cho phép chúng tôi khám phá các phân tử chức năng một cách nhanh chóng," Moses cho biết.
Theo một tuyên bố của CSHL, loại kháng sinh mới của nhóm về cơ bản kết hợp một loại kháng sinh hiện có có tên là vancomycin với một phân tử có tên là bullvalene, mà các nguyên tử của nó có thể dễ dàng hoán đổi vị trí và do đó tự sắp xếp chúng thành hơn một triệu cấu hình có thể . Phân tử tung hứng nguyên tử này đóng vai trò là lõi hoàn hảo cho loại kháng sinh mới của nhóm. Hai "đầu đạn" vancomycin được gắn vào lõi thay đổi hình dạng này, mỗi đầu có một đầu.
Nhiều loại vi khuẩn đã phát triển đề kháng với vancomycin
Vancomycin là một loại kháng sinh mạnh được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng do vi khuẩn "gram dương", nghĩa là những bệnh do vi khuẩn có một loại thành tế bào cụ thể gây ra. Để tiêu diệt những vi trùng này, thuốc sẽ liên kết với thành tế bào vi khuẩn và làm suy yếu nó, khiến các chất bên trong tế bào rò rỉ ra ngoài và vi trùng sẽ chết.
Rất tiếc, nhiều loại vi khuẩn đã phát triển đề kháng với vancomycin. Những vi trùng kháng thuốc này bao gồm cầu khuẩn ruột kháng vancomycin (VRE), ở Mỹ đã gây ra khoảng 54.500 ca nhiễm trùng ở bệnh nhân nhập viện và 5.400 ca tử vong ước tính vào năm 2017, theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC) Mỹ.
Trong nghiên cứu mới, khi ấu trùng bướm sáp không được điều trị, khoảng 90% đã chết trong vòng một tuần sau khi bị nhiễm VRE. Khi chúng được tiêm một liều vancomycin tiêu chuẩn, tỷ lệ sống sót sau một tuần của bướm đêm đã tăng từ 10% lên 40%. Nhưng khi họ được sử dụng loại thuốc “ biến hình” mới, tỷ lệ sống sót của chúng đã tăng lên 70%. Đối với bối cảnh, khoảng 70% ấu trùng khỏe mạnh được sử dụng một trong hai loại thuốc đã sống sót đến ngày thứ bảy.
Lưu ý rằng những nghiên cứu về ấu trùng bướm đêm này chỉ phản ánh hiệu quả của thuốc đối với những sinh vật này chứ không phản ánh mức độ an toàn hoặc hiệu quả của thuốc đối với con người.
Nhóm nghiên cứu cho biết so với vancomycin thông thường, loại thuốc “biến hình” này có thể có nhiều công cụ hơn để tiêu diệt vi khuẩn. Moses cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng các hợp chất “biến hình” của chúng tôi có thể có một phương thức hoạt động mới liên quan đến sự tương tác với một loại enzyme quan trọng có tên là MurJ. Enzyme này vận chuyển vật liệu xây dựng từ bên trong tế bào đến thành tế bào, giúp vi khuẩn nhân lên.
Và đáng chú ý, theo phân tích của nhóm, loại kháng sinh “biến hình” không khiến VRE trở nên kháng thuốc — thông thường, việc tiếp xúc với kháng sinh sẽ thúc đẩy vi khuẩn lựa chọn các chiến lược kháng thuốc mới, để tăng cường khả năng sống sót của nó.
"Đây là một nghiên cứu ở giai đoạn đầu và chúng tôi sẽ gặp nhiều bất ngờ trong quá trình thực hiện khi chúng tôi tiếp tục nghiên cứu và phát triển loại thuốc này,” Moses kết luận.
