Các nhà nghiên cứu đã phát hiện trong đất một phân tử kháng sinh mới có thể tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn gây bệnh, thậm chí cả các chủng kháng thuốc, và không gây độc cho tế bào người.
Hình minh họa. Nguồn: AP
Phân tử này nhắm vào ribosome, nhà máy sản xuất protein của vi khuẩn, theo một cách mà các loại thuốc kháng sinh khác không làm được.
Việc tìm kiếm kháng sinh mới là cần thiết vì vi khuẩn có khả năng kháng lại các loại thuốc khi chúng được sử dụng liên tục. Năm 2021, tình trạng vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh liên quan đến 1,1 triệu ca tử vong trên toàn cầu; con số này có thể tăng lên 1,9 triệu vào năm 2050.
"Khủng hoảng kháng kháng sinh là một mối đe dọa hiện hữu đối với y học," Gerry Wright - nhà sinh học hóa học tại Đại học McMaster, Hamilton, Canada, đồng tác giả của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, cho biết.
Wright và các đồng nghiệp của ông bắt đầu tìm kiếm các vi sinh vật đã phát triển những phương cách chưa từng biết trước đây để tiêu diệt mầm bệnh. Họ thu thập các mẫu đất từ vườn nhà của một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm rồi đặt chúng trong các đĩa Petri chứa môi trường nuôi cấy và lưu trữ chúng trong một năm. Sau đó, họ cho các vi sinh vật từ những mẫu đất này tiếp xúc với Escherichia coli, một loại vi khuẩn đường ruột phổ biến có thể gây bệnh nghiêm trọng.
Một mẫu cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh của một loài thuộc chi Paenibacillus.
Các vòng sàng lọc, giải trình tự hệ gen và phân tích cấu trúc tiếp theo cho thấy vi khuẩn này sản xuất một phân tử thuộc nhóm peptide có hình nút thắt dây thòng lọng. Các peptide này được biết là bền vững và thậm chí có thể sống sót sau khi được tiêu hóa. "Đó là một cấu trúc đẹp, thực sự nhỏ gọn và cực kỳ bền vững," Wright nói.
Phân tử này, được các nhà nghiên cứu đặt tên là lariocidin, liên kết với ribosome và cả RNA vận chuyển (tRNA), loại RNA cung cấp cho ribosome các khối xây dựng axit amin cần thiết để xâu chuỗi các peptide lại với nhau. Bằng cách đó, nó ngăn cản mã di truyền được đọc chính xác, đồng thời làm hỏng mã, gây xáo trộn đầu ra. Cuối cùng, điều này có nghĩa là ribosome tạo ra các peptide không chính xác, một số trong đó có thể trở nên độc hại đối với vi khuẩn và tiêu diệt nó. Và bởi vì lariocidin hoạt động theo một cơ chế không giống với các kháng sinh khác, mầm bệnh chưa phát triển khả năng kháng lại nó.
Trong các nghiên cứu tế bào, lariocidin làm chậm sự phát triển của một loạt mầm bệnh vi khuẩn phổ biến, bao gồm nhiều chủng đa kháng thuốc. Và nhóm nghiên cứu không nhận thấy bất kỳ bằng chứng nào về độc tính đối với tế bào người.
Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng lariocidin để điều trị những con chuột bị nhiễm Acinetobacter baumannii C0286, loại vi khuẩn kháng carbapenem, vốn được coi là kháng sinh nặng nhất, chỉ được sử dụng khi các kháng sinh khác không có tác dụng. Những con chuột không được điều trị đã không sống sót quá 28 giờ sau khi bị nhiễm bệnh, nhưng tất cả những con chuột được điều trị vẫn còn sống sau 48 giờ và có nồng độ vi khuẩn trong máu thấp hơn.
Wright cho biết ông và các đồng nghiệp hiện đang nỗ lực cải thiện hiệu quả của phân tử này như một loại thuốc tiềm năng. Nhưng họ muốn tăng cường hiệu lực của nó để chỉ cần liều lượng nhỏ hơn cũng có thể tiêu diệt vi khuẩn.
Bên cạnh đó, cũng cần nghiên cứu cách phân tử lariocidin tích lũy trong cơ thể và cách nó được bài tiết, trước khi nó có thể trở thành thuốc cho người.
Nguồn:
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08723-7
Ngọc Đỗ