Kỳ diệu: Phát hiện kháng sinh mạnh từ giòi

"Ý tưởng này xuất phát từ lĩnh vực sinh học có vẻ xa xôi với y học — miễn dịch học côn trùng.  Khi nghiên cứu cơ chế miễn dịch kháng khuẩn của côn trùng, chúng tôi chú ý đến một thực tế rằng để chống lại sự nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra, côn trùng tổng hợp và tích lũy tập hợp các peptide kháng khuẩn trong Hemolymph (tương tự như máu người), — dịch vụ báo chí Quỹ khoa học Nga dẫn lời ông Sergey Chernyshev từ Đại học quốc gia St Petersburg.

Trong những năm gần đây, vấn đề gay gắt đặt ra trước các chuyên gia y tế là sự xuất hiện của cái gọi là "siêu vi trùng" — vi khuẩn có khả năng kháng một hoặc nhiều thuốc kháng sinh. Trong số đó có các mầm bệnh hiếm gặp và các mầm bệnh rất phổ biến và nguy hiểm, chẳng hạn như Staphilococcus aureus hoặc Klebsiella pneumoniae. Có một nguy cơ thực sự là tất cả các loại kháng sinh mất tác dụng và y học sẽ trở lại "thời kỳ đen tối."

Do đó, ngay từ bây giờ, các nhà khoa học đã bắt đầu tìm kiếm thuốc kháng sinh và các phân tử có liên quan đến chúng ở những nơi bất ngờ nhất. Ví dụ, vào đầu năm nay, các nhà sinh học Trung Quốc thông báo rằng họ tìm thấy kháng sinh mới trong dạ dày sâu bướm Helicoverpa armigera, có vi khuẩn cộng sinh giúp loài côn trùng này tự bảo vệ khỏi lây nhiễm bằng cách tạo ra các độc tố có tác dụng diệt khuẩn. Phân tử tương tự cũng được tìm thấy trong máu thằn lằn và cá sấu.

Ông Sergey Chernyshev và các cộng sự của ông tìm thấy một loại "cocktail" các phân tử đó bằng cách nghiên cứu một trong những dạng sinh vật "bẩn" nhất — ấu trùng của loài ruồi thường, hay còn gọi là giòi. Nhà khoa học cho biết, giòi thường sống trong những điều kiện mất vệ sinh như thịt thối rữa, xác động vật, nơi mà ngoài giòi còn có hàng tỷ vi khuẩn hoại sinh. Câu hỏi đặt ra là tại sao diệt ấu trùng ruồi không bị những vi trùng đó tiêu diệt?

Để trả lời câu hỏi này, các nhà khoa học đã nuôi một số lượng lớn giòi của loài ruồi xanh (Calliphora Vicina), chiết xuất protein từ máu của chúng để thử nghiệm và kiểm tra xem loại "cocktail" nói trên sẽ tác động như thế nào tới các vi khuẩn khác nhau có thể lây truyền sang người và hiện diện trong thịt thối rữa. Hóa ra loại protein tìm thấy có thể ức chế sinh sản và tiêu diệt mầm bệnh.

Sau khi nghiên cứu cấu trúc của phân tử protein, các nhà khoa học kết luận rằng chúng  tiêu diệt vi khuẩn bằng cách ngăn chặn giai đoạn tổng hợp các protein khác nhau và gây tổn hại cho DNA của các vi khuẩn đó. Đáng tiếc là không thể  tách được thứ "cocktail" này — thậm chí loại bỏ một trong bảy protein chủ chốt của giòi cũng sẽ giảm mạnh hiệu quả của nó, điều đó không cho phép sản xuất thuốc kháng sinh bằng cách tổng hợp.

"Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã phát triển và sử dụng một cách tiếp cận khác cơ bản. Có thể gọi đó là công nghệ sinh tổng hợp song song, trong đó tất cả các peptide cần thiết được tổng hợp bởi các tế bào trong hệ thống miễn dịch của côn trùng và được tẩy sạch trong khi duy trì các thành phần và tỷ lệ các peptide kháng khuẩn tự nhiên",  ông Chernishev nói tiếp.

Các thí nghiệm tiếp theo đã chỉ ra rằng sản phẩm hỗn hợp tế bào miễn dịch của côn trùng tác động trên vi khuẩn cũng hiệu quả như loại tự nhiên của nó. Các nhà khoa học cho rằng hỗn hợp có thể giúp các bác sĩ trì hoãn thời điểm khi mà thuốc kháng sinh hoàn toàn ngưng hoạt động, đồng thời giúp phá hủy màng sinh học kháng lại tác dụng của các loại thuốc hiện có ngày hôm nay.