Nhiều loại kháng sinh được sử dụng ngày nay đến từ vi khuẩn sống trong đất. Bây giờ, nghiên cứu gần đây cho thấy rằng vi khuẩn sống trên côn trùng có thể hiệu quả hơn trong việc chống lại các siêu vi khuẩn kháng thuốc thông thường so với vi khuẩn từ đất.
Các nhà khoa học tại Đại học Wisconsin-Madison đã thực hiện một cuộc điều tra lớn nhất và kỹ lưỡng nhất từ trước đến nay về hoạt động kháng sinh của vi khuẩn sống trên côn trùng.
Một điểm nổi bật của nghiên cứu mới là phát hiện ra một loại kháng sinh mới trong loài kiến Cyphomyrmex, một loài kiến Brazil nuôi nấm. Các nhà nghiên cứu đặt tên cho hợp chất là cyphomycin.
Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm đã chứng minh rằng cyphomycin có thể chống lại nấm đã đánh bại hầu hết các loại kháng sinh khác. Hợp chất này cũng điều trị nhiễm nấm ở chuột mà không gây ra tác dụng phụ độc hại.
Trong một bài báo gần đây của Nature Communications về những phát hiện này, nhóm nghiên cứu giải thích rằng việc thiếu kháng sinh mới đang góp phần vào mối đe dọa toàn cầu về nhiễm trùng kháng kháng sinh.
“Thông qua đánh giá hệ thống của chúng tôi,” các tác giả lưu ý, “chúng tôi cho thấy các vi sinh vật côn trùng có một nguồn sản phẩm tự nhiên mới lạ đầy hứa hẹn.”
Nguy cơ kháng kháng sinh ngày càng tăng
Kháng kháng sinh phát sinh khi vi khuẩn truyền nhiễm, nấm và các mầm bệnh khác không còn bị tiêu diệt bởi các loại thuốc dùng để tiêu diệt chúng. Thay vào đó, chúng tiếp tục phát triển.
Nhiễm trùng do mầm bệnh kháng kháng sinh thường cần thời gian nằm viện lâu hơn và số lần theo dõi nhiều hơn từ các bác sĩ. Ngoài ra, phương pháp điều trị có xu hướng có chi phí cao hơn và tác dụng phụ độc hại hơn.
Năm 2018, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã công bố dữ liệu giám sát xác nhận mức độ nghiêm trọng của mối đe dọa toàn cầu mà tình trạng kháng kháng sinh gây ra.
Dữ liệu tiết lộ rằng, trên khắp thế giới, một số bệnh nhiễm trùng phổ biến nhất đang trở nên kháng thuốc.
Tại Hoa Kỳ, Trung tâm kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh (CDC) ước tính rằng vi khuẩn kháng kháng sinh lây nhiễm ít nhất 2 triệu người và gây ra 23.000 ca tử vong mỗi năm.
Một mối quan tâm chính liên quan đến cuộc khủng hoảng kháng kháng sinh toàn cầu là các loại và số lượng thuốc mới mà chúng ta có sẽ không đủ để vượt qua mối đe dọa.
WHO lặp lại cảnh báo của họ về điều này trong một báo cáo năm 2017. Cơ quan toàn cầu này tuyên bố rằng hầu hết 51 loại kháng sinh trong phát triển lâm sàng là “sửa đổi các nhóm kháng sinh hiện có” và sẽ chỉ đưa ra các giải pháp ngắn hạn.
Vi khuẩn trên côn trùng cũng nhiều như vi khuẩn trong đất
Hầu hết các loại kháng sinh được sử dụng ngày nay đều đến từ vi khuẩn Streptomyces, một chi lớn bắt đầu phát triển khoảng 400 triệu năm trước.
Trong thời gian đó, các loài Streptomyces đã tiến hóa và thích nghi với các môi trường sống khác nhau, chẳng hạn như đất và côn trùng. Hóa học trong các hợp chất mà vi khuẩn tạo ra phản ánh dòng dõi phân kỳ của chúng.
Các nghiên cứu di truyền đã chỉ ra rằng chỉ một chủng Streptomyces có khả năng tạo ra hàng chục hợp chất tương tự như các hợp chất đã được sử dụng làm kháng sinh. Ngoài ra, vi khuẩn chứa số lượng lớn “bộ gen sinh tổng hợp có liên quan”.
Vì những lý do này, các nhà khoa học đang nghiên cứu chuyên sâu về vi khuẩn Streptomyces với mong muốn họ sẽ khám phá ra các loại thuốc mới để chống lại tình trạng kháng kháng sinh.
Tuy nhiên, các tác giả của nghiên cứu mới chỉ ra rằng tìm kiếm các loại kháng sinh mới trong Streptomyces trên đất “phần lớn tái khám phá các hợp chất đã biết”. Họ cũng lưu ý rằng không có nghiên cứu nào có hệ vi sinh vật được tìm kiếm một cách có hệ thống. Vì vậy, họ đã chọn tập trung vào Streptomyces ở côn trùng.
Họ đã thu thập hơn 2.500 loài côn trùng, từ kiến, ong và ruồi đến bọ cánh cứng, bướm đêm, bướm, v.v. Khoảng một phần ba đến từ các vùng có khí hậu ôn hòa, một phần ba khác đến từ vùng nhiệt đới và phần còn lại đến từ các vùng lạnh hơn, như Bắc Cực.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, trái với “giả định phổ biến” rằng các loài Streptomyces có nhiều nhất trong đất, phát hiện của họ cho thấy vi khuẩn này rất phong phú ở côn trùng.
Vi khuẩn từ côn trùng mạnh hơn
Các côn trùng mang lại hơn 10.000 chủng vi khuẩn để kiểm tra. Các nhà nghiên cứu cũng kiểm tra 7.000 chủng đến từ đất và thực vật.
Một thử nghiệm cực kỳ mạnh mẽ, chuyên sâu đã được thực hiện, bao gồm hơn 50.000 thử nghiệm.
Nhóm nghiên cứu đã kiểm tra từng chủng Streptomyces có khả năng ngăn chặn sự phát triển của 24 loại vi trùng khác nhau, bao gồm một số loại có thể gây hại nghiêm trọng, chẳng hạn như Staphylococcus aureus (MRSA) kháng methicillin.
Kết quả cho thấy các chủng Streptomyces đến từ côn trùng có khả năng chống lại vi khuẩn và nấm truyền nhiễm mạnh hơn các chủng đến từ đất hoặc thực vật.
Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một số chủng có triển vọng hơn ở chuột. Những chủng này rất hiệu quả trong việc tiêu diệt các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn và nấm, và chỉ một số ít có tác dụng phụ độc hại.
Trong một phần khác của nghiên cứu, các nhà nghiên cứu tập trung vào cyphomycin, một hợp chất chống nấm mà họ đã tìm thấy ở vi khuẩn Streptomyces trên loài kiến phát triển nấm Cyphomyrmex của Brazil.
Sau khi phân tích cấu trúc hóa học của cyphomycin, họ đã tinh chế nó và cho thấy rằng nó có thể điều trị nấm Candida albicans ở chuột. C. albicans là một loại nấm thường lây nhiễm cho những người có hệ miễn dịch yếu. Hợp chất này dường như cũng có ít tác dụng phụ độc hại ở chuột.
Hãy để côn trùng ‘làm công việc tìm kiếm’
Nhóm nghiên cứu không ngạc nhiên khi thấy rằng côn trùng có thể là một nguồn kháng sinh mới phong phú. Sự sống sót của côn trùng phụ thuộc vào sự kết hợp với các vi khuẩn giúp chống lại mầm bệnh cũng đang phát triển.
Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng vì vi khuẩn đã kết hợp với côn trùng, chúng có thể mang lại hai lợi thế. Thứ nhất, chúng ít có khả năng gây độc, và thứ hai, chúng có thể có hiệu quả chống lại mầm bệnh kháng thuốc.
Cameron R. Currie, giáo sư về vi khuẩn học và tác giả cao cấp của nghiên cứu cho biết: “Những con côn trùng đang làm công việc tìm kiếm cho chúng tôi”.
Ông và các đồng nghiệp kết luận:
“Hứa hẹn của Streptomyces liên quan đến côn trùng như là một nguồn thuốc chống vi trùng mới có khả năng tái tạo lại các nguồn kháng khuẩn và kháng nấm bị đình trệ.”
Có thể bạn quan tâm
