Khám phá kháng sinh mới với phổ kháng vi khuẩn rộng

Các nhà khoa học của Viện Wistar đã phát hiện ra một nhóm hợp chất mới kết hợp độc đáo giữa việc tiêu diệt kháng sinh trực tiếp các mầm bệnh vi khuẩn kháng thuốc với một phản ứng miễn dịch đồng thời để chống lại sự kháng thuốc. Phát hiện này đã được công bố gần đây trên tạp chí Nature.

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã tuyên bố kháng thuốc là một trong 10 mối đe dọa sức khỏe cộng đồng toàn cầu chống lại loài người. Người ta ước tính rằng vào năm 2050, các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc kháng sinh có thể cướp đi sinh mạng của 10 triệu người mỗi năm và tạo ra gánh nặng 100 nghìn tỷ đô la cho nền kinh tế toàn cầu. Danh sách các vi khuẩn đang trở nên kháng thuốc điều trị với tất cả kháng sinh hiện có đang ngày càng gia tăng và một số loại thuốc mới đang được sản xuất, tạo ra nhu cầu bức thiết về các loại kháng sinh mới để ngăn chặn khủng hoảng sức khỏe cộng đồng.

Farokh Dotiwala, đồng tác giả công trình cho biết: “Chúng tôi đã thực hiện một chiến lược kép để phát triển các phân tử mới có thể tiêu diệt các bệnh nhiễm trùng khó điều trị đồng thời tăng cường phản ứng miễn dịch tự nhiên của vật chủ”.

Các loại thuốc kháng sinh hiện có nhắm vào các chức năng cần thiết của vi khuẩn, bao gồm tổng hợp nucleic acid và protein, xây dựng màng tế bào và các con đường trao đổi chất. Tuy nhiên, vi khuẩn có thể kháng thuốc bằng cách làm biến đổi mục tiêu vi khuẩn mà kháng sinh hướng tới, làm bất hoạt thuốc hoặc bơm thuốc ra ngoài. Dotiwala cho biết: “Chúng tôi thấy rằng việc khai thác hệ thống miễn dịch để tấn công đồng thời vi khuẩn trên hai mặt trận khác nhau sẽ khiến chúng khó phát triển sức đề kháng”.

Dotiwala và các đồng nghiệp đã tập trung vào một con đường trao đổi chất cần thiết cho hầu hết các vi khuẩn nhưng không có ở người, khiến nó trở thành mục tiêu lý tưởng để phát triển kháng sinh. Con đường này, được gọi là methyl-D-erythritol phosphate (MEP) hoặc con đường không mevalonate, chịu trách nhiệm sinh tổng hợp isoprenoids – các phân tử cần thiết cho sự tồn tại của tế bào ở hầu hết các vi khuẩn gây bệnh. Phòng thí nghiệm nhắm mục tiêu đến enzyme IspH, một enzyme thiết yếu trong sinh tổng hợp isoprenoid, như một cách để ngăn chặn con đường này và tiêu diệt vi khuẩn. Với sự hiện diện rộng rãi của IspH trong thế giới vi khuẩn, cách tiếp cận này có thể nhắm mục tiêu đến nhiều loại vi khuẩn.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình máy tính để sàng lọc hàng triệu hợp chất có sẵn trên thị trường về khả năng liên kết với enzyme và chọn những hợp chất mạnh nhất ức chế chức năng IspH làm điểm khởi đầu cho việc khám phá thuốc. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh các chất ức chế IspH kích thích hệ thống miễn dịch với hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn mạnh hơn và đặc hiệu hơn so với các kháng sinh tốt nhất hiện nay khi thử nghiệm in vitro trên các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh phân lập lâm sàng, bao gồm một loạt các vi khuẩn gram âm và gram gây bệnh vi khuẩn dương tính. Trong các mô hình tiền lâm sàng về nhiễm vi khuẩn gram âm, tác dụng diệt khuẩn của các chất ức chế IspH vượt trội hơn so với các kháng sinh truyền thống. Tất cả các hợp chất được thử nghiệm đã được chứng minh là không độc hại đối với tế bào của con người.

(Nguồn: Wistar Institute)

Theo Viện Wistar

Nguyễn Đức Huy, PTN Công nghệ enzyme và protein