Vi khuẩn có thể được tìm thấy ở hầu hết khắp mọi nơi, tuy không phải tất cả vi khuẩn đều có hại cho con người, nhưng một số ít trong đó có thể gây ra các bệnh nhiễm trùng nặng và dẫn đến khả năng tử vong.
Kể từ khi phát hiện ra thuốc kháng khuẩn vào những năm 1950, các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn đều được điều trị thành công nhờ vào sức mạnh của loại thuốc này. Thuốc kháng sinh hoạt động bằng cách trực tiếp tiêu diệt vi khuẩn hoặc ngăn chặn khả năng phát triển và sinh sôi của chúng.
Tuy nhiên, sự lạm dụng thuốc kháng sinh quá mức và thiếu quy chế sử dụng ở nhiều quốc gia đã khiến nhiều loại vi khuẩn bắt đầu kháng lại thuốc kháng sinh.
Loại vi khuẩn kháng thuốc này còn được gọi là siêu vi khuẩn và gây ra 700.000 ca tử vong hàng năm. Câu nói “Điều gì không giết chết bạn sẽ khiến bạn trở nên mạnh mẽ hơn” đã phản ánh chân thực thế giới vi khuẩn.
Một khi sự sống bị đe dọa, vi khuẩn có thể nhanh chóng sản sinh ra các đột biến gen để thích nghi với bất kỳ sự tác động lớn nào, kể cả kháng sinh. Khả năng này giúp chúng phát triển những đột biến mới và cho phép kháng lại với ngay cả những loại kháng sinh mới nhất.
Vấn đề ngày càng trở nên phức tạp hơn khi chúng thậm chí chia sẻ các cấu trúc DNA kháng kháng sinh với các vi khuẩn chưa có khả năng kháng thuốc.
Đáng tiếc rằng, con đường nghiên cứu và phát triển thuốc kháng sinh hiện tại đang dần trở nên kiệt quệ hơn trong 20 năm qua, vì các nghiên cứu phải mất 10 đến 15 năm và hơn 1 tỷ đô la Mỹ để có thể phát triển các loại thuốc kháng sinh mới.
Mặt khác, vi khuẩn có thể khiến các loại thuốc kháng sinh phải mất nhiều năm để phát triển trở nên mất tác dụng chỉ trong vài tháng. Việc này khiến lĩnh vực nghiên cứu kháng sinh trở nên kém hấp dẫn hoặc không bền vững đối với các công ty dược phẩm. Một số công ty thậm chí đã rời bỏ lĩnh vực phát triển này trong những năm gần đây.
Chúng ta có thể làm gì để làm chậm sự gia tăng nhanh chóng của siêu vi khuẩn?
Mặc dù việc sử dụng kháng sinh một cách thận trọng chính là cách để kéo dài tính đặc dụng của thuốc. Tuy nhiên, việc tìm ra các chính sách sử dụng mới để điều trị những siêu vi khuẩn là điều vô cùng cần thiết.
Mục đích của nghiên cứu này là khám phá các mục tiêu điều trị độc tính mới ở các vi khuẩn bằng cách không kích thích “phản ứng sinh tồn” của chúng. Chúng tôi hy vọng sẽ phát triển một độc tính thay thế có thể được biến đổi nhanh chóng và dễ dàng để chống lại các đột biến mới.
Chúng ta gần như không thể ngăn chặn việc vi khuẩn phát triển các đột biến chống lại chất kháng khuẩn khi sự tồn tại của chúng bắt đầu bị đe dọa. Do đó, tôi ủng hộ các chính sách chống độc tính thay vì “chống lại sự sống sót” được sử dụng bởi thế hệ thuốc kháng sinh hiện tại.
Các chiến lược chống độc tính được triển khai với mục đích vô hiệu hóa các vi khuẩn mà không trực tiếp giết chết chúng, từ đó làm giảm khả năng phát triển của các đột biến. Vi khuẩn sẽ không còn gây ra nhiễm trùng và được loại bỏ một cách tự nhiên bởi hệ miễn dịch hoặc bằng các loại thuốc kháng sinh hiện có.
Các loại thuốc kháng sinh hiện nay được tìm thấy bằng cách sàng lọc các hợp chất do vi khuẩn đất, nấm và thực vật tạo ra. Xu hướng những hợp chất này có cấu trúc hóa học rất riêng biệt và có thể khó sửa đổi. Do đó, thay vì tham gia tìm kiếm các chất kháng sinh từ môi trường, chúng tôi quyết định sàng lọc các axit nucleic chức năng như aptamers và DNA / RNA xúc tác.
Nhóm axit nucleic này đặc biệt rất hấp dẫn vì có những đặc điểm nổi bật và dễ dàng điều chỉnh với những kết quả được dự đoán trước. Để rút ngắn thời gian phát triển các loại thuốc chống độc tính, chúng tôi hướng tới việc phát triển các phương pháp điều trị dựa trên axit nucleic chức năng theo mô đun như một sự thay thế và có thể sửa đổi trong thời gian ngắn nếu tình trạng kháng thuốc xuất hiện.
Chúng tôi đang kiểm tra liệu có thể vô hiệu hóa khả năng gây nhiễm trùng của vi khuẩn bằng cách sử dụng hệ thống phát hiện axit nucleic chống độc tính mạnh mẽ để làm chậm sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc hay không.
Nhóm nghiên cứu của chúng tôi có kinh nghiệm với các axit nucleic chức năng và hiểu rõ về khía cạnh phân tử của cơ chế bệnh sinh vi khuẩn ở nhiều vi khuẩn có hại, bao gồm cả các mầm bệnh ESKAPE quan trọng.
Chúng tôi có cơ sở để kiểm tra phương pháp tiếp cận và tính thực tế của hệ thống nghiên cứu. Đồng thời, một mô hình lây nhiễm dựa trên côn trùng được thiết lập cho phép sàng lọc song song nhanh chóng và đồng loạt các tác nhân này, trong bối cảnh giống môi trường sống để phát hiện các phương pháp triển vọng.
Do đó, chúng tôi tìm cách kết hợp mô đun chức năng của axit nucleic và chính sách chống độc tính để giải quyết thách thức kháng thuốc kháng sinh.
Nghiên cứu này đồng nhất với kế hoạch chiến lược “Monash’s Impact 2030”, giải quyết thách thức toàn cầu theo chủ đề “Cộng đồng phát triển” và các khoa tập trung vào lĩnh vực khoa học sức khỏe.
Chúng tôi nghiên cứu với hy vọng rằng sẽ cung cấp bằng chứng minh bạch về khám phá thuốc chống vi sinh bền vững và đưa ra danh sách chọn lọc một số ứng cử độc tính đầy hứa hẹn cho những thử nghiệm lâm sàng.
Chúng tôi hy vọng kết quả của dự án này sẽ là động lực cho các nhóm nghiên cứu và công ty dược phẩm duy trì những nỗ lực về việc khám phá ra các chất kháng vi sinh vật thay thế.
Với chiến lược đúng đắn và sự kiên trì, chúng ta có thể làm chậm sự gia tăng nhanh chóng của siêu vi khuẩn và ngăn chặn sự quay trở lại của thời kỳ tiền kháng sinh trước những năm 1940, khi ngay cả một vết nhiễm trùng nhỏ như cắt giấy cũng có thể đe dọa tính mạng.
Thảo Dương
