Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Những nhà khoa học tại Đại học Illinois vừa tìm ra một cơ chế cho phép các vi khuẩn trong cùng một loài liên lạc với nhau khi sự sống còn của chúng bị đe dọa. Nghiên cứu gợi ý rằng có thể làm chậm sự xâm nhập của vi khuẩn bằng cách chi phối các thông tin do các tế bào này truyền cho nhau, cho phép cơ thể vật chủ chống chọi sự nhiễm trùng mà không làm vi khuẩn trở nên đề kháng với thuốc chữa trị.

Nghiên cứu này được công bố trên Tuyển tập báo cáo của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences), dựa trên nền tảng một nghiên cứu của nhà sinh hóa John Woodland Hastings (đã mất vào năm 2014), và John Cronan, Giáo sư và là Trưởng khoa Vi sinh vật học, Đại học Illinois.

“Vi khuẩn là những sinh vật bé nhỏ khôn ngoan. Chúng có thể tồn tại hầu như mọi nơi và nhanh chóng thích nghi với các điều kiện môi trường mới” Giáo sư sinh hóa Satish Nair ở Illinois, đồng tác giả, Tiến sĩ Shi-Hui Dong và các đồng sự khác phát biểu.

Khi vi khuẩn cạnh tranh với những loài vi khuẩn khác trong môi trường nghèo dinh dưỡng, những nhóm thành công hơn sẽ sản sinh ra một loại phân tử đặc biệt – kháng sinh – giết chết các loài khác. Khi số lượng của một loài vi khuẩn vượt ra ngoài khả năng được cấp dưỡng để tồn tại, chúng sẽ tiết ra một phân tử đặc biệt khác báo cho chúng chuyển sang trạng thái ngủ đông, nhưng độc tính cao hơn, cảnh giác hơn và phát triển chậm hơn đến khi nguồn thức ăn dồi dào trở lại, Nair nói thêm.

“Kể từ khi Alexander Fleming tìm ra penicillin vào năm 1928, chúng ta đã sử dụng kháng sinh do một loài vi khuẩn sản xuất để giết những loài vi khuẩn khác” Nair cho biết. “Không may, vi khuẩn cũng nhanh chóng thích nghi với việc kháng lại kháng sinh, và trong một thời gian ngắn, các kháng sinh này sẽ hết tác dụng”.

“Trung bình gần như mọi loài vi khuẩn đều kháng được với ít nhất một loại kháng sinh. Hai năm trước, các nhà nghiên cứu tại châu Âu và châu Á đã tìm ra một loại siêu khuẩn có khả năng kháng tất cả các loại kháng sinh hiện có” Nair nói thêm. “Vi khuẩn có thể chia sẻ khả năng thích nghi cho nhau rất dễ dàng, và có rất nhiều vi khuẩn mang nhiều đặc tính thích nghi khác nhau, vì vậy giải thích được tại sao chúng phát triển tính kháng thuốc quá nhanh”.

“Những kháng sinh phổ rộng và sự lạm dụng kháng sinh đang là vấn nạn vì kháng sinh giết chết nhiều loại vi khuẩn, ngay cả những lợi khuẩn, và những cá thể sống sót sẽ tìm cách thích nghi, chia sẻ chiến lược của chúng với những vi khuẩn khác” Dong nói.
“Không một công ty dược phẩm nào có dự dịnh sẽ đầu tư 10 năm nghiên cứu và phát triển vào một loại kháng sinh mới mà thời gian thương mại hiệu quả chỉ có 2 năm” Nair bổ sung thêm. “Không đủ thời gian để thu hồi chi phí sản xuất”.

Nghiên cứu mới của Nair và Dong tập trung vào ngôn ngữ, hay tín hiệu nhóm, mà vi khuẩn dùng để giảm sự phát triển hơn là dùng tín hiệu kháng sinh để giết chúng. Các nhà khoa học cho rằng việc hiểu phương thức vi khuẩn sản xuất các phân tử tín hiệu ngủ đông sẽ là nền tảng để phát triển những phân tử có khả năng ngăn chặn sự giao tiếp giữa một số vi khuẩn nhất định, khiến cơ hội lan truyền tính kháng thuốc của chúng trở nên thấp hơn.

“Chúng ta không cần phải giết chết vi khuẩn để chữa bệnh và chữa nhiễm trùng; thay vào đó, chúng ta có thể làm chậm sự phát triển và làm chúng yếu đi” Naid nói. “Bằng cách này, chúng ít có khả năng phát triển bất kỳ tính kháng thuốc nào nữa”

Tìm hiểu thêm: Even bacteria have baggage—and understanding that is key to fighting superbugs

Thông tin chi tiết: Shi-Hui Dong et al, Molecular basis for the substrate specificity of quorum signal synthases, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1705400114 

Tạp chí tham khảo: Proceedings of the National Academy of Sciences   

Cung cấp: University of Illinois at Urbana-Champaign