Tại sao kháng sinh thất bại trong cuộc chiến chống lại vi khuẩn
Vi khuẩn miễn dịch với tác dụng của thuốc kháng sinh đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các cộng đồng nghiên cứu y học trên toàn thế giới. Một nghiên cứu mới điều tra điều gì làm cho những “siêu vi khuẩn” này có khả năng chống chọi với một số loại thuốc mạnh nhất.
Chỉ gần đây, trên Tin tức y tế hôm nay, chúng tôi đã trình bày một nghiên cứu nêu bật cuộc khủng hoảng ngày càng gia tăng về siêu vi khuẩn đang lan rộng với tốc độ nhanh không ngờ trên toàn thế giới.
Các tác giả của nghiên cứu đó đưa ra cảnh báo nghiệt ngã rằng nếu vi khuẩn tiếp tục tự “mặc áo giáp” hiệu quả và với tốc độ như vậy, thuốc kháng sinh có thể sớm trở nên mất tác dụng hoàn toàn đối với chúng.
Đó là lý do tại sao điều quan trọng nhất là phải hiểu chính xác làm thế nào, những vi sinh vật này có thể chống lại các loại thuốc trước đây có thể hoạt động chống lại chúng. Kiến thức này sẽ là bước đầu tiên trong việc đưa ra các phương pháp điều trị mạnh mẽ hơn để chống lại các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn cứng đầu gây ra.
Trong một nghiên cứu mới, một nhóm các nhà vật lý từ Đại học McMaster ở Hamilton, Canada, hiện đã xác định được điều gì cho phép vi khuẩn đẩy lùi thuốc kháng sinh một khi chúng trở nên kháng thuốc.
Mặc dù cơ chế đơn giản nhưng đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu tìm hiểu và có thể xác định chính xác nó, nhờ vào công nghệ có độ nhạy cao.
Tác giả chính của nghiên cứu, GS Maikel Rheinstädter và các đồng nghiệp báo cáo kết quả của họ trong một bài báo nghiên cứu mà tạp chí Sinh học Truyền thông Tự nhiên đã xuất bản ngày hôm nay. Các nhà nghiên cứu tin rằng khám phá của họ có thể giúp các nhà khoa học thiết kế các loại thuốc hiệu quả hơn để điều trị nhiễm trùng.
GS Rheinstädter lưu ý: “Có rất nhiều vi khuẩn và rất nhiều loại kháng sinh, nhưng bằng cách đề xuất một mô hình cơ bản áp dụng cho nhiều loại vi khuẩn trong số chúng, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách đối phó và dự đoán tình trạng kháng thuốc tốt hơn.
Cần phải hiểu vi mô
Để hiểu cách vi khuẩn cứng đầu có thể ngăn chặn kháng sinh mạnh, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu chi tiết cơ chế cho phép một trong những loại thuốc này thâm nhập vào màng vi khuẩn và thực hiện công việc của nó.
Đối với nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã chuyển sang polymyxin B, một loại kháng sinh mà các bác sĩ sử dụng trong điều trị viêm màng não và nhiễm trùng đường tiết niệu, mắt và máu.
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng họ chọn loại thuốc cụ thể này vì nó từng là loại kháng sinh duy nhất có tác dụng chống lại vi khuẩn có khả năng kháng thuốc. Tuy nhiên, một vài năm trước, một nhóm chuyên gia từ Trung Quốc đã phát hiện ra rằng một gen vi khuẩn có thể làm cho những vi sinh vật này miễn dịch với polymyxin.
Tác giả đầu tiên Adree Khondker cho biết: “Chúng tôi muốn tìm hiểu cụ thể vi khuẩn này đã ngăn chặn loại thuốc này như thế nào trong trường hợp cụ thể này, và nói thêm,“ Nếu chúng tôi có thể hiểu được điều đó, chúng tôi có thể thiết kế thuốc kháng sinh tốt hơn.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công cụ chuyên dụng, nhạy cảm để có thể phân tích màng vi khuẩn. Những công cụ này hiển thị hình ảnh có độ phân giải cực cao, chụp được cả những phân tử riêng lẻ với kích thước bằng khoảng một phần triệu chiều rộng của một sợi tóc.
Khondker lưu ý: “Nếu bạn lấy tế bào vi khuẩn và thêm thuốc này, các lỗ sẽ hình thành trên tường, hoạt động giống như một chiếc máy đục lỗ và giết chết tế bào,” Khondker lưu ý. “Tuy nhiên, đã có nhiều cuộc tranh luận về cách những lỗ hổng này được hình thành ngay từ đầu.”
Điều gì xảy ra với vi khuẩn kháng thuốc?
Cơ chế mà kháng sinh xuyên qua màng vi khuẩn hoạt động như sau: vi khuẩn mang điện tích âm sẽ tự động “hút” thuốc, vi khuẩn mang điện tích dương.
Tuy nhiên, khi điều này xảy ra, màng vi khuẩn sẽ hoạt động như một hàng rào chống lại kháng sinh, nhằm mục đích ngăn không cho nó tiếp cận bên trong vi khuẩn. Trong trường hợp bình thường, điều này không hiệu quả vì màng đủ mỏng để kháng sinh có thể “đục lỗ” trong đó.
Tuy nhiên, trong trường hợp vi khuẩn kháng thuốc, công nghệ hiện đại của các nhà nghiên cứu đã tiết lộ rằng lớp màng này trở nên cứng hơn và khó xuyên qua hơn nhiều. Hơn nữa, điện tích âm của vi khuẩn trở nên yếu hơn, có nghĩa là kháng sinh khó xác định và “dính” vào nó hơn.
Như Khondker mô tả về nó, "Đối với ma túy, nó giống như đi từ cắt Jello đến cắt xuyên đá."
Các nhà điều tra nhấn mạnh đây là lần đầu tiên một nhóm nghiên cứu có thể xác định chính xác những thay đổi này.
“Đã có rất nhiều đồn đoán về cơ chế này. Nhưng, lần đầu tiên, chúng tôi có thể chứng minh màng cứng hơn, và quá trình này bị chậm lại ”.
Giáo sư Maikel Rheinstädter
