Các nhà khoa học có thể đã phát hiện ra một vũ khí mới trong cuộc chiến chống lại siêu vi khuẩn kháng kháng sinh: các loại thuốc đóng băng sự tiến hóa của vi khuẩn trong các dấu vết của nó.
Vi khuẩn kháng kháng sinh là những vi khuẩn bằng cách nào đó tồn tại ngay cả dưới sự tấn công từ megadrugs có nghĩa là để tiêu diệt chúng. Mỗi năm, ít nhất 2,8 triệu người ở Hoa Kỳ bắt được một trong những vi khuẩn siêu cứng hoặc nấm kháng thuốc này, theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh (CDC).
Một trong những cách mà vi khuẩn tiến hóa để trở thành "kháng kháng sinh" là chọn vật liệu di truyền trôi nổi tự do từ môi trường của chúng. Sau đó, họ kết hợp các gen nhặt rác vào DNA của chính họ. Theo cách này, vi khuẩn có thể thu thập các gen được tạo ra từ các vi khuẩn đã kháng thuốc và do đó, chúng tự kháng thuốc. Nhưng vi khuẩn không thể bắt được các đoạn DNA bướng bỉnh mà không có thiết bị phù hợp; "lỗi" trước tiên phải vào trạng thái gọi là "năng lực" để xây dựng bộ máy cần thiết để lấy vật liệu di truyền từ môi trường xung quanh.
Vi khuẩn trở nên có thẩm quyền khi bị căng thẳng, chẳng hạn như khi chúng phải điều trị bằng kháng sinh. Các nghiên cứu cho thấy một số nhóm kháng sinh phổ biến thực sự thúc đẩy sự lây lan của kháng kháng sinh bằng cách đẩy vi khuẩn vào trạng thái căng thẳng. Nhưng bây giờ, một nghiên cứu mới về vi khuẩn Phế cầu khuẩn đã làm nổi bật một giải pháp tiềm năng cho vấn đề nghịch lý này: thuốc ngăn chặn vi khuẩn trở nên có thẩm quyền ngay từ đầu.
Đối với nghiên cứu, được công bố vào thứ ba (ngày 3 tháng 3) trên tạp chí Cell Host & Microbe, các nhà nghiên cứu đã đưa chiến lược này vào thử nghiệm trên một mô hình chuột và đã chặn thành công một số chủng S. pneumoniae từ việc trở thành người có thẩm quyền và trao đổi gen bên trong những con chuột. Theo CDC, vi khuẩn thường sống trong mũi và cổ họng của con người có thể gây nhiễm trùng nghiêm trọng nếu chúng di chuyển vào máu, xoang, tai, phổi hoặc các mô bao phủ não hoặc tủy sống.
Kháng sinh là phương pháp điều trị duy nhất cho các bệnh nhiễm trùng này, nhưng trong hơn 30% trường hợp, S. pneumoniae các chủng chứng tỏ kháng với một hoặc nhiều loại kháng sinh. Nếu các loại thuốc được gọi là "chống tiến hóa" chứng minh an toàn ở người, có lẽ các loại thuốc này có thể giúp ngăn ngừa nhiều chủng hơn kháng thuốc, các nhà nghiên cứu đề xuất.
Ngăn chặn sự lây lan
Các nhà nghiên cứu đã sàng lọc hơn 1.300 loại thuốc để xác định loại thuốc nào có thể khiến khả năng bị đình trệ. Kết quả chỉ ra 46 loại thuốc như vậy, bao gồm cả thuốc chống loạn thần, thuốc chống vi trùng và thuốc chống sốt rét. Mặc dù đa dạng, các loại thuốc đều ngăn chặn khả năng ở liều thấp thông qua cùng một cơ chế, các nhà nghiên cứu nhận thấy.
"Con đường năng lực đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ và chúng tôi biết tất cả các thành phần chính", tác giả nghiên cứu Jan-Willem Veening, giáo sư Khoa Vi sinh học cơ bản tại Đại học Lausanne của Thụy Sĩ và Arnau Domenech, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ ở Veening phòng thí nghiệm, nói với Live Science trong một email.
Một thành phần quan trọng, được gọi là lực thúc đẩy proton (PMF), cho phép tế bào sản xuất năng lượng, nhập khẩu chất dinh dưỡng và đưa hàng hóa vào và ra khỏi cơ thể. Khi vi khuẩn đi vào trạng thái có thẩm quyền đó, chúng thường bơm ra một peptide có tên là CSP, chất này tích tụ bên ngoài tế bào và kích hoạt năng lực (khả năng lấy phế liệu gen kháng kháng sinh) một khi nó đã được xây dựng vượt quá một ngưỡng nhất định.
Nhưng khi phải dùng thuốc chống tiến hóa, S. pneumoniae không thể duy trì PMF bình thường và nhà vận chuyển thường bơm ra các trục trặc CSP. "Vì con đường năng lực được quy định chặt chẽ, nếu CSP không được xuất khẩu, biểu hiện của các hợp chất chính bị chặn và năng lực bị ức chế", Domenech và Veening nói.
Các tác giả đã thử nghiệm tác dụng của các loại thuốc chọn lọc - một loại thuốc chống vi khuẩn, chống loạn thần và chống sốt rét - đối với nuôi cấy S. pneumoniae và thấy rằng tất cả họ đều bị chặn thẩm quyền bằng cách phá vỡ thành phần PMF đó. Họ đã tìm thấy kết quả tương tự ở cả chuột sống và tế bào người trong các món ăn trong phòng thí nghiệm.
"Cái hay của công việc hiện tại là chúng tôi đã tìm thấy một số hợp chất có thể làm xáo trộn PMF một chút mà không ảnh hưởng đến sự phát triển bình thường của tế bào", Domenech và Veening nói thêm.
"Nó làm gián đoạn sự phát triển của vi khuẩn thúc đẩy sự lựa chọn kháng thuốc", Andrew Read, giáo sư sinh thái bệnh và sinh học tại Đại học bang Pennsylvania, người không tham gia nghiên cứu cho biết. Nếu thuốc có thể ngăn chặn năng lực mà không khiến các tế bào phát triển sức đề kháng, thì "những con bọ sẽ nhạy cảm" với việc điều trị bằng kháng sinh, ông nói.
Các nghiên cứu trong tương lai sẽ là cần thiết để xác định liệu thuốc "chống tiến hóa" có thể được sử dụng thực tế kết hợp với kháng sinh để ngăn ngừa sự lây lan của kháng kháng sinh hay không, "các tác giả lưu ý trong bài báo của họ. "Các bước tiếp theo của chúng tôi sẽ là kiểm tra xem có cụ thể cho Phế cầu khuẩn hoặc nếu chúng cũng có thể ngăn chặn sự kháng thuốc trong các mầm bệnh khác ở người ", Domenech và Veening nói với Live Science.
Trong việc phát triển các loại thuốc sử dụng cho con người, các nhà khoa học sẽ phải khéo léo trong cách họ thiết kế các thử nghiệm lâm sàng, Đọc thêm. "Đó là một loại thuốc" bảo vệ thuốc trị liệu ", chứ không phải là thuốc trị liệu", nghĩa là mục tiêu của các loại thuốc sẽ không phải là điều trị cho mọi người, nói, mà thay vào đó là ngăn chặn sự kháng thuốc, ông nói.
"Thay vì nhắm đến việc tiêu diệt bọ xít", như nhiều nhóm nhắm đến để hoàn thành với các loại thuốc kháng sinh mới, "điều này đang cố gắng ngăn chặn đầu vào của biến thể di truyền mà lựa chọn có thể hành động." Đọc nói. "Đối với tôi, những bước đầu tiên tuyệt vời - chúng ta hãy đi."
