Chất kháng sinh tốt hơn được sản xuất từ da ếch

Danh Phương

Bạn khám phá được gì khi bạn phối hợp 1 con ếch với cái chảo rán? Cuộc nghiên cứu làm bạn liên tưởng đến một giải pháp giải quyết vấn đề về thuốc chống sâu bọ chăng?

Bằng cách tạo ra các phiên bản "Teflon" của chất kháng sinh tự nhiên được tìm thấy trong da ếch, một nhóm nghiên cứu do nhà hóa học sinh vật học E. Neil Marsh của trường Đại học Michigan vừa chế ra loại thuốc tiềm năng tốt hơn nhằm làm trở ngại các tuyến phòng thủ vi khuẩn.

Marsh và cộng sự thực hiện nghiên cứu với hợp chất có tên gọi là chuỗi peptit chống vi trùng (viết tắt là AMPS), được sản sinh ra bởi hầu hết các loại động vật, từ côn trùng cho đến ếch nhái, kể cả người. AMPs là tuyến phòng thủ đầu của hệ thống miễn dịch, chiến đấu với các vi trùng ngay tại những vị trí đầu tiên chúng cố gắng thâm nhập vào như: da, màng nhầy và những bề mặt khác. Chúng được sản sinh ra rất nhiều, ví dụ như trong da ếch bị thương hoặc là bị nhiễm trùng, các tuyến hô hấp ở người và cũng như cơ quan dạ dày cho ra vô số protein ngắn nhằm hưởng ứng các mầm bệnh xâm lấn. Ngoài việc chiến đấu với các vi khuẩn, AMPs còn tấn công vào các virus, nấm và thậm chí vào những tế bào ung thư, vì thế những loại thuốc được thiết kế để nhại chúng có thể được ứng dụng rộng rãi trong y khoa.

(Ảnh: Sciencedaily)

Các nhà khoa học đã quan tâm đến việc khai thác chất kháng sinh tự nhiên kể từ những năm 1980, nhưng họ đã không khắc phục được một số thiếu sót. Nói cụ thể hơn, AMPs rất dễ bị phá vỡ bởi các enzim làm suy giảm protein (còn gọi là proteaza) do vi khuẩn tiết ra và đồng thời hiện diện một cách tự nhiên trong cơ thể. Việc làm gia tăng sự tập hợp AMPs nhằm cố gắng nắm bắt được vấn đề gây nên tác dụng phụ độc hại như: sự phá hủy các tế bào hồng cầu – là những nguồn vận chuyển oxy then chốt của dòng máu trong cơ thể. Điều đó có thể xảy ra vì những bộ phận phân tử AMP dính lại với nhau tương tác với màng nhầy tế bào rất có hại.

Marsh - giáo sư hóa học trường Đại học Michigan, đã có ý tưởng thay thế phần peptit dính lại với nhau bằng những vật thay thế không dính. Nguồn cảm hứng của ông xuất phát từ nhà bếp và chẳng khác gì ở trong phòng thí nghiệm hóa học: sản phẩm không dính được phủ bằng hợp chất cao phân tử flo, các hợp chất giống như chất dẻo được chế tác bằng các chuỗi nguyên tử carbon được bao phủ hoàn toàn bởi các nguyên tử flo. Chất flo không những làm cho Teflon trơn, nó còn làm cho lớp phủ ngoài trơ đi đối với hầu hết các chất hóa học mà chúng ta biết.

Khi Marsh và các cộng sự thay đổi những phần phân tử AMP dính bằng những phiên bản flo không dính, các phân tử trở nên có sức đề kháng mạnh hơn nhiều đối với proteaza.

Ông nói: “Sự khác nhau hoàn toàn đáng kể. Khi chúng tôi xử lý chúng bằng tinh chất proteaza, các AMPs không flo đều bị rã ra trong vòng 30 phút. Dưới cùng một trạng thái, AMP có phủ flo sau 10 tiếng đồng hồ vẫn không thay đổi. Điều này làm cho chúng có hiệu quả hơn, vì chúng sẽ ở lại trong cơ thể lâu hơn.”

Kế tiếp, các nhà nghiên cứu lên kế hoạch thử nghiệm để tìm hiểu AMPs Teflon, đồng thời có ít độc tố hơn so với các chất tương đương có độ dính hơn hay không. Nếu như chúng có, và nếu như những cuộc nghiên cứu sau này tiếp tục vạch rõ cho họ thấy điều hứa hẹn trong tương lai, cuối cùng là việc sản xuất ra số lượng chất AMPs có flo đủ lớn để phục vụ cho những cuộc thử nghiệm lâm sàng sẽ hoàn toàn có thể thực hiện được.

Mặc dù hiện nay, cuộc nghiên cứu hiển nhiên đã có những ứng dụng thực tế, nhưng nó đã bắt đầu dưới dạng là một sự thăm dò trong nền khoa học cơ bản.

“Chúng tôi chỉ quan tâm đến việc biến các chất liệu nhân tạo có các đặc tính hữu dụng trở thành phân tử sinh vật học,” Marsh nói. “Nhưng rõ ràng là vừa mới đây, chúng tôi đã thấy được tiềm năng để ứng dụng nghiên cứu khoa học cơ bản của chúng tôi vào một vấn đề khám và điều trị bệnh rất quan trọng, đó là cách ngày càng nhiều vi khuẩn trở nên có sức kháng cự đối với những chất thuốc kháng sinh ngày.”

Marsh vừa trình bày cuộc nghiên cứu tại cuộc họp báo Quốc gia lần thứ 234 của Hội hóa học Hoa Kỳ ở Boston. Các nhà nghiên cứu có được quỹ tài trợ nghiên cứu từ Hiệp hội Tim Hoa Kỳ và Quỹ Khoa học Quốc gia.

Ghi chú: Bài báo cáo này được phỏng theo tờ tin tức phát hành do Trường Đại học Michigan xuất bản