Các nhà khoa học có vẻ đang chiếm thế thượng phong trong cuộc chiến chống lại các vi khuẩn kháng thuốc. Không chỉ vì hợp chất mới - có từ vi khuẩn trong đất - tiêu diệt được những vi khuẩn khó trị như tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) mà còn vì cách nó phá hủy thành tế bào khiến vi khuẩn rất khó đột biến để kháng lại.
“Kỷ nguyên hậu kháng sinh”
Nhiều kháng sinh sử dụng hiện nay đã ra đời từ hàng thập kỷ trước, kể từ đó, vi khuẩn đã tiến hóa thành những chủng kháng thuốc rất khó tiêu diệt.
Ví dụ, theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), trong năm 2012, trên toàn thế giới có khoảng 450.000 trường hợp lao đa kháng thuốc (MDR-TB) mới. Và lao kháng thuốc tràn lan (XDR-TB) đã được xác định ở 92 nước.
Vi khuẩn gây những nhiễm trùng thông thường như viêm đường tiết niệu, viêm phổi, nhiễm trùng huyết cũng trở nên ngày càng kháng thuốc và khó trị. Ví dụ, một tỷ lệ lớn những ca nhiễm trùng bệnh viện là do khuẩn tụ cầu có tính kháng cao có tên là tụ cầu vàng kháng methicillin hay MRSA.
Viễn cảnh đáng báo động này đi cùng với thực tế là có rất ít kháng sinh mới được phát triển khiến cho gần đây, WHO phải đưa ra cảnh báo rằng chúng ta đang tiến gần đến “kỷ nguyên hậu kháng sinh” khi người bệnh có thể chết vì những nhiễm trùng hoặc những vết thương rất vớ vẩn.
Phần lớn kháng sinh đang dùng đều từ vi sinh vật trong đất
Phần lớn các kháng sinh được dùng trên người và trên vật nuôi hiện nay đều bắt nguồn từ những vi sinh vật trong đất - từ hàng triệu năm, chúng đã sản xuất ra những hợp chất độc để chống lại những vi sinh vật kẻ thù. Ví dụ như penicillin, loại kháng sinh đầu tiên thành công - có nguồn gốc từ chủng nấm penicillium trong đất.
Nhưng vấn đề chính gặp phải khi nghiên cứu những vi sinh vật này là rất khó nuôi cấy chúng trong phòng thí nghiệm. Điều này có nghĩa là khoảng 99% số vi sinh vật trên hành tinh chúng ta vẫn chưa được nghiên cứu với vai trò là những nguồn kháng sinh mới vì chúng không chịu mọc trên môi trường nuôi cấy.
Nhưng giờ đây, mọi chuyện có thể đã khác.
GS. Kim Lewis (Đại học Đông Bắc, Boston, Mỹ) và cộng sự đã phát triển một cách mới để nuôi cấy vi khuẩn ngay trong môi trường tự nhiên. Họ sử dụng một thiết bị được gọi là “buồng khuếch tán”, tại đó, những vi sinh vật trong đất mà họ muốn cho mọc lên được đặt vào những buồng riêng ngăn cách với nhau với những màng bán thấm. Sau đó, họ vùi toàn bộ thiết bị vào đất.
Nhờ vậy, thông qua các màng bán thấm, vi sinh vật được tiếp xúc với hỗn hợp rất phức tạp của các vi khuẩn khác và các chất có trong đất, sẽ sinh sôi nảy nở giống như khi chúng sống trong đất. Bằng cách này, các nhà khoa học đã tạo ra được những khuẩn lạc đủ lớn để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature.
Tiềm năng mới về một loại siêu kháng sinh
Bằng cách dùng đi dùng lại buồng khuếch tán để nuôi cấy những loài vi khuẩn khác nhau trong đất, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm khoảng 10.000 khuẩn lạc để xem liệu có cái nào sản sinh ra chất ngăn chặn sự phát triển của tụ cầu vàng không.
Họ tìm thấy 25 kháng sinh tiềm năng, một trong số đó là teixobactin, có vẻ mạnh hơn cả.
Trong phòng thí nghiệm, teixobactin tiêu diệt một loạt các vi khuẩn gây bệnh, bao gồm những vi khuẩn như MRSA và VRE (cầu khuẩn ruột kháng vancomycin).
Những thí nghiệm sâu hơn trên chuột cho thấy kết quả rất có triển vọng chống lại những vi khuẩn gây nhiễm trùng huyết, nhiễm trùng phổi và da.
Teixobactin phá vỡ thành tế bào của vi khuẩn - tuyến phòng ngự chủ chốt để vi khuẩn chống lại mọi cuộc tấn công. Các nhà nghiên cứu tin rằng điều này có nghĩa là vi khuẩn có thể đột biến tùy thích, nhưng thành tế bào sẽ luôn là “gót chân Asin” của nó.
Theo GS. Lewis: “Cơ chế hoạt động kép của teixobactin cùng với việc chất này gắn vào vùng không peptid gợi ý rằng vi khuẩn sẽ rất khó phát triển tính kháng thuốc”.
Các tác giả thấy rằng việc tiếp xúc nhiều lần với chất này không tạo ra bất kỳ đột biến kháng thuốc nào ở vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus hoặc Mycobacterium tuberculosis, vi khuẩn gây bệnh lao.
Nhóm nghiên cứu kết luận rằng: “Các đặc tính của hợp chất này gợi ý con đường tiến tới việc phát triển các kháng sinh có thể tránh được tính kháng thuốc của vi khuẩn”.
Đồng thời, mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Trường đại học Ducke, Durham, Mỹ cũng đang đối phó với vấn đề kháng thuốc theo một góc nhìn khác. Họ triển khai một phần mềm dự đoán đột biến kháng thuốc tiếp theo của vi khuẩn trước mỗi thuốc mới.
