Phát hiện kháng sinh mới có thể diệt vi khuẩn kháng thuốc

Phân tử này hướng đích vi khuẩn theo cách mà các loại thuốc khác không làm được.

Các nhà nghiên cứu đã khám phá ra phân tử kháng sinh mới có thể hướng đích các vi khuẩn là nguyên nhân gây bệnh – ngay cả các chủng kháng các loại thuốc thông thường bán trên thị trường – và không gây độc cho tế bào người.

Phân tử này được tìm thấy trong các mẫu đất thu thập từ vườn của một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm. Phát hiện này chứng tỏ là “có những thứ thú vị đến kỳ lạ ẩn dấu trước những cái nhìn bề mặt”, theo Kim Lewis, một nhà vi sinh vật học tại ĐH Northeastern ở Boston, Massachusetts, người không tham gia vào nghiên cứu. “May mắn với họ là họ biết mình tìm kiếm cái gì”.

Phân tử mới hướng đích đúng ‘công xưởng’ sản xuất protein của vi khuẩn, đó là ribosome, theo cách mà các kháng sinh khác không làm được. Ribosome là một đích kháng sinh hấp dẫn bởi vi khuẩn không dễ phát triển năng lực kháng thuốc hướng đích cấu trúc, Lewis cho biết thêm.

Cuộc tìm kiếm các kháng sinh mới vô cùng cần thiết bởi vi khuẩn đạt được khả năng kháng với các loại thuốc hiện có với việc sử dụng liên tục. Vào năm 2021, sự kháng thuốc của vi khuẩn với các loại thuốc kháng vi sinh liên quan đến cái chết của 1,1 triệu người trên toàn cầu, và con số này có thể tăng lên 1,9 triệu người vào năm 2050.

“Cuộc khủng hoảng kháng kháng sinh là một mối đe dọa hiện hữu với ngành dược”, theo Gerry Wright, một nhà hóa sinh tại ĐH McMaster ở Hamilton, Canada, và đồng tác giả nghiên cứu xuất bản trên Nature này.

Vi khuẩn vườn nhà

Wright và đồng nghiệp của mình đã phác họa ra thủ thuật chưa từng được phát triển trước đây nhằm tìm các vi sinh vật có khả năng diệt các mầm bệnh. Họ thu thập các mẫu đất trên các đĩa Petri với môi trường nuôi cấy và lưu giữ chúng trong vòng một năm. Sau đó họ cho các vi sinh vật này từ những mẫu đó tiếp xúc với Escherichia coli, một mẫu vi khuẩn đường ruột là nguyên nhân gây nhiều bệnh trầm trọng.

Một trong những mẫu đó chứng tỏ hoạt động kháng vi khuẩn tiềm năng – một loại thuộc về giống Paenibacillus.

Sàng lọc qua nhiều vòng nữa, trình tự hệ gene và phân tích cấu trúc cho thấy vi khuẩn này tạo ra một phân tử thuộc về một nhóm peptide có thể hình thành một nút dạng thòng lọng. Các peptide đó được biết đến với sự sinh tồn mạnh mẽ, có khả năng sống sót ngay cả khi bị tiêu hóa. “Thật hay ho bởi đó là cấu trúc rắn chắc và mạnh mẽ khác thường,” Wright nói.

Phân tử này, được các nhà khoa học đặt tên là lariocidin, gắn kết với ribosome và chuyển đổi RNA, cung cấp cho ribosome các khối amino-acid mà nó cần để xâu chuỗi các chuỗi peptide lại với nhau. Bằng cách đó, nó ngăn cản mã hóa di truyền từ việc đọc một cách chính xác và cũng làm sai hỏng mã đó, dẫn đến một mớ bòng lộn xộn ở đầu ra. Cuối cùng, điều đó có nghĩa là ribosome đã tạo ra các peptide thiếu chính xác, một số có lẽ trở thành độc hại với vi khuẩn và diệt chúng, Lewis nói. Và bởi vì lariocidin sử dụng cách thức hành động khác biệt so với các kháng sinh khác, mầm bệnh không thể phát triển ngay lập tức khả năng kháng cự nó, ông cho biết thêm.

Kẻ diệt mầm bệnh

Trong các nghiên cứu tế bào, lariocidin làm chậm sự phát triển của một dãy các mầm bệnh vi khuẩn, bao gồm nhiều chủng đa kháng thuốc. Và các tác giả không thấy bằng chứng nào về sự độc hại với tế bào người.

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng lariocidin để điều trị chuột nhiễm Acinetobacter baumannii C0286, kháng thuốc kháng sinh carbapenems, được coi là kháng sinh cuối cùng của các phác đồ điều trị. Các con chuột chưa lây nhiễm không sóng sót hơn 28 giờ sau khi bị lây nhiễm nhưng chuột đã qua điều trị vẫn sống sót sau 48 giờ và có các nồng độ vi khuẩn trong máu thấp hơn.

Wright cho biết, ông và cộng sự đang nghiên cứu để cải thiện hiệu lực của phân tử này như một loại thuốc tiềm năng. “Như những thứ đến từ đất mẹ, nó là điều vô cùng đẹp”, ông nói. Họ muốn gia tăng tiềm năng để có thể dùng những liều nhỏ hơn mà vẫn có thể diệt vi khuẩn. Cần thêm nhiều nghiên cứu nữa để phân tử này có thể trở thành thuốc và được dùng để điều trị cho mọi người, bao gồm việc nghiên cứu về cách tích tụ nó trong cơ thể và cách bài tiết nó.

Phân tử này hiện khá lớn nên các công ty dược có thể muốn tìm nhiều cách để tạo ra những phiên bản nhỏ hơn, với những nguy cơ nhỏ hơn để tránh tác động ngoài đích, Lewis nói.

Thanh Phương dịch từ Nature

Nguồn: doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-00945-z