Vi khuẩn biến protein gây bệnh Alzheimer thành áo giáp bảo vệ
Các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện, vi khuẩn dùng một loại protein liên quan đến bệnh Alzheimer làm “áo giáp” bảo vệ, giúp chúng chống chọi với loại vi khuẩn săn mồi khác.
Trong những năm gần đây, cộng đồng khoa học ngày càng quan tâm đến cách vi khuẩn chống lại virus. Chính hướng nghiên cứu này đã dẫn đến công nghệ cắt ghép gene đoạt giải Nobel – CRISPR.
Tuy nhiên, ít người chú ý đến một cuộc chiến khác cũng khốc liệt không kém, đó là khi các vi khuẩn săn mồi lần nhau.
Trong một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học từ Đại học Colorado Boulder (Mỹ) đã xem xét khả năng bảo vệ chống lại vi khuẩn săn mồi bằng protein amyloid.
Họ sử dụng một loài vi khuẩn săn mồi đặc biệt hung dữ có tên Bdellovibrio bacteriovorus. Loài này thường được gọi tắt là “Bdello”. Chúng chuyên chui vào bên trong vi khuẩn khác, hút kiệt dinh dưỡng đến chết, rồi bơi đi săn mồi tiếp. Bdello xuất hiện khắp nơi – từ vòi sen, con suối gần nhà đến trong khoang miệng của con người.
“Nhìn chung Bdello vô hại với con người, nhưng lại là sát thủ đối với các loại vi khuẩn gây bệnh. Ngay cả E. coli cũng phải dè chừng loại vi khuẩn săn mồi này,” PGS. Aaron Whiteley ngành hóa sinh và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.
Từ trước đến nay, người ta cho rằng Bdello gần như bất khả chiến bại, còn các vi khuẩn khác thì không có cách nào chống lại. Chính điều này khiến Bdello trở thành ứng viên tiềm năng trong các chiến lược dùng vi khuẩn diệt vi khuẩn. Nhưng Whiteley tự hỏi, liệu có loại vi khuẩn nào chống lại được Bdello và thành công? Nếu có thì chúng đã làm như thế nào?
Để trả lời câu hỏi, nhóm nghiên cứu của Whiteley đã thu thập hàng trăm chủng E. coli độc lạ từ khắp nơi trên thế giới, sau đó thả Bdello vào tấn công chúng. Kết quả thật đáng ngạc nhiên, khoảng một phần ba số chủng E. coli kháng lại được Bdello.
Dưới kính hiển vi công nghệ cao, các nhà nghiên cứu quan sát thấy các chủng kháng Bdello đã tự phủ lên mình một lớp protein gọi là curli. Loại protein này tương tự như protein amyloid gây bệnh Alzheimer ở người. Các xét nghiệm gene sau đó cũng cho thấy lớp curli/amyloid giúp vi khuẩn chống lại nhiều loài vi khuẩn săn mồi khác.
“Chúng tôi cho rằng, chính những đặc tính khiến amyloid trở thành vấn đề đối với con người – bền và khó bị phân hủy – lại khiến nó trở thành “áo giáp” lý tưởng cho vi khuẩn,” Whiteley lý giải.
Các nhà nghiên cứu cho rằng vi khuẩn E.Coli đã sử dụng amyloid để tạo thành màng sinh học (biofilm). Đây là một lớp mỏng các vi khuẩn kháng thuốc, thường bám trên dụng cụ y tế hoặc thiết bị công nghiệp để gây nhiễm trùng và ăn mòn. Hiện nay, cách phổ biến để loại bỏ biofilm là cạo sạch bề mặt vật lý. Nhưng Whiteley nghi ngờ rằng Bdello và một số vi khuẩn săn mồi khác có thể đã tiến hóa các công cụ gene hoặc enzyme đặc biệt để phân hủy lớp bảo vệ amyloid và phá vỡ màng sinh học. “Nơi nào có sự cạnh tranh giữa các sinh vật, nơi đó có sự đổi mới sinh hóa,” ông nói.
Nhóm nghiên cứu của Whiteley đang tìm hiểu xem những “vũ khí phá giáp” này là gì, với hy vọng có thể ứng dụng vào việc chống kháng kháng sinh hoặc điều trị các bệnh liên quan đến amyloid như Alzheimer.
Amyloid là một trong những nguyên nhân chính gây ra bệnh Alzheimer. Các protein vô định hình này dính vào các tế bào thần kinh như mảng bám, bóp nghẹt chức năng của tế bào thần kinh và góp phần gây ra một loạt các bệnh thoái hóa thần kinh.
“Nếu ta hiểu được vì sao lớp giáp [amyloid] này lại bền chắc đến thế, và làm sao một số vi khuẩn có thể vượt qua nó, điều đó có thể mở ra nhiều ứng dụng quan trọng trong y học,” ông kết luận.□
Trang Linh lược dịch từ Đại học Colorado, Boulder
Nguồn: https://www.colorado.edu/today/2025/07/29/microbial-wars-bacteria-suit-protein-linked-alzheimers
Bài đăng Tia Sáng số 15/2025
