Tìm ra hợp chất giúp tiêu diệt 98% một loại vi khuẩn kháng kháng sinh từ bọt biển

Phát hiện này có thể mở đường cho việc tìm ra loại thuốc mới, kháng khuẩn hiệu quả hơn, giúp cứu được hàng chục nghìn mạng sống mỗi năm.

Nhiễm trùng khuẩn Staphylococcus Aureus – hay tụ cầu – là bệnh khá phổ biến, đặc biệt là trong các bệnh viện. Trong các điều kiện thông thường, chúng không quá khó để điều trị. Nhưng các tụ cầu kháng methicilin – hay còn gọi là MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus Aureus) lại là một chủng đã phát triển được khả năng kháng phần lớn các loại kháng sinh chúng ta hiện có. Điều đó có nghĩa là nó sẽ nhanh chóng phát triển từ một bệnh nhiễm trùng bên ngoài, ví dụ như nhiễm trùng da, thành một bệnh nguy hiểm, có thể đe dọa đến tính mạng.

Ảnh chụp mô tả khuẩn Staphyloccocus Aureus.

Theo Trung tâm kiểm soát dịch bệnh Mỹ CDC, khoảng 80.000 căn bệnh nhiễm trùng MRSA được chuẩn đoán ở Mỹ mỗi năm, và có khoảng 11.000 người chết do các biến chứng của MRSA – và ngay hiện tại, chúng ta thực sự không có nhiều lựa chọn để chống lại chúng.

Đó là lý do tại sao việc khám phá hợp chất mới này, được đặt tên là "Darwinolide" lại trở nên đáng mừng đến như vậy. Các nhà nghiên cứu tìm thấy nó trong một loài bọt biển ở Nam Cực, có tên gọi Dendrilla membranosa, các xét nghiệm ban đầu cho thấy chất này có thể tiêu diệt 98,4% các tế bào MRSA.

Loài bọt biển Dendrilla membranosa ở Nam Cực.

"Nó là một chất bảo vệ hiệu quả chống lại các vi khuẩn với những đặc tính thú vị". Một trong số các nhà nghiên cứu, ông James McClintock, đến từ trường Đại học Alabama ở Birmingham, cho biết.

Hiện vẫn còn rất sớm để khẳng định, nhưng đây không phải lần đầu các hợp chất y tế thú vị được tìm thấy khi đang giấu mình trong các sinh vật đại dương ở Nam Cực. McClintock và nhóm của ông đã xác định được một hợp chất trong tảo giúp chống được chủng virus cúm H1N1, và còn có một tác dụng khác là chống lại bệnh ung thư da.

Điều hấp dẫn các nhà sinh học là khu vực này khắc nghiệt đến nỗi sự sống buộc phải tìm đến một số cách độc đáo để tồn tại – bao gồm cả một số cơ chế phòng thủ có tác động mạnh, ví dụ trước các hợp chất độc hại.

Chất Darwinolide chống lại được MRSA trong các thử nghiệm lâm sàng.

"Bọt biển không được bảo vệ bởi các lớp vỏ và chúng cũng không thể di chuyển". Ông McClintock cho biết. Ông còn bổ sung thêm rằng điều này giúp chúng không cần bất kỳ lớp phòng thủ vật lý nào để chống lại các loại vi khuẩn có đầy trong môi trường nước của chúng. "Khi bạn ở trong trạng thái không được bảo vệ như vậy, bạn sẽ phải chịu một trận chiến liên tục".

Giải pháp của bọt biển là sản sinh ra một loạt các "hợp chất khó chịu" để tiêu diệt vi khuẩn ngay khi tiếp xúc, với hy vọng giữ cho bản thân không bị nhiễm trùng. Và nhóm của ông McClintock giờ có thể cô lập một trong các chất đó – darwinolide – và đã cho thấy tiềm năng khổng lồ của nó, ít nhất trong phòng thí nghiệm, khi chiến đấu với MRSA.

Các nhà nghiên cứu giờ đã có bằng sáng chế cho loại hợp chất này, nhưng họ vẫn đang trong quá trình hiểu một cách chính xác về cách nó hoạt động. Cho đến nay, các xét nghiệm mới chỉ cho thấy rằng nó có một cấu trúc đặc biệt, cho phép nó thâm nhập qua "lớp màng sinh học" mà MRSA vốn dùng để bảo vệ mình khỏi các phương pháp điều trị.

"Khi chúng ta dùng thuốc kháng sinh, chúng như đang đuổi theo loại vi khuẩn này trong nước". Ông McClintock cho biết, đó là lý do tại sao kháng sinh thường tỏ ra vô dụng khi chống lại MRSA.

Ảnh hiển vi cho thấy các khuẩn MRSA đang bị bao quanh bởi các mảnh tế bào.

"Darwinolide khác biệt so với các hợp chất trước, nhưng có phần nào tương tự với các ứng cử viên thuốc từ bọt biển, bởi vì cấu trúc vòng bên trong của nó được sắp xếp lại theo một cách bất thường". Một nhà nghiên cứu khác trong nhóm, ông Charles Amsler bổ sung.

"Nếu việc sắp xếp lại của chất hóa học quan trọng là một phần nguyên nhân cho khả năng chống lại hiệu quả màng sinh học của vi khuẩn, nó có thể giúp tạo ra một chất hóa học khung (scaffold) để phát triển các loại thuốc khác nhắm đến vào các mầm bệnh bên trong lớp màng sinh học".

Bước tiếp theo sẽ là tổng hợp Darwinolide trong phòng thí nghiệm, để họ không phải phụ thuộc vào việc chiết xuất chúng từ các bọt biển ở Nam Cực nữa. Việc này cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về cấu trúc của nó, và sẽ giúp cả nhóm nghiên cứu tìm ra chính xác cơ chế để nó chống lại MRSA, và liệu nó có thể biến thành một phương pháp điều trị hay không.

Nếu các nhà nghiên cứu có thể cho thấy rằng chất Darwinolide chống lại được MRSA trong các thử nghiệm lâm sàng, nó có thể giúp cứu được sự sống của hàng chục nghìn người mỗi năm, vì vậy mọi người đều đang rất quan tâm xem điều gì sẽ xảy ra tiếp theo.