“Ngỡ ngàng” phát hiện hơn 6000 gen kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột

Đường ruột là nơi sinh sống của hàng tỷ loại vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn và tạo nên sự đa dạng của hệ vi sinh đường ruột. Hầu hết các vi khuẩn trong số này nhạy cảm với kháng sinh, nhưng một số lượng đáng kể các vi khuẩn bắt đầu có cơ chế kháng thuốc kháng sinh do tốc độ lạm dụng kháng sinh ngày càng gia tăng của con người. Một nhóm các nhà nghiên cứu gần đây đã phát triển một phương pháp mới để xác định các gen kháng kháng sinh trong nhóm vi khuẩn đường ruột này bằng cách so sánh cấu trúc 3D của các enzyme kháng kháng sinh đã biết với protein được sản xuất bởi vi khuẩn đường ruột.

Kháng kháng sinh là gì?

Kháng kháng sinh là khả năng của các vi sinh vật như virus, vi khuẩn, nấm hoặc ký sinh trùng sinh trưởng với sự hiện diện của một số loại thuốc mà thông thường có thể hạn chế sự phát triển hoặc giết chết chúng. Kết quả là các liệu pháp điều trị thông thường trở nên không hiệu quả. Nhiễm trùng do đó trở nên nghiêm trọng hơn, dẫn đến thời gian bị bệnh lâu hơn, chi phí điều trị cao hơn và nguy cơ tử vong cao hơn. Bởi vì kháng kháng sinh, nên ngày càng có nhiều các bệnh nhiễm trùng thông thường như nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm phổi, bệnh lao ngày càng trở nên khó điều trị hơn và đôi khi không thể điều trị được.

Kháng kháng sinh là mối đe dọa sức khỏe trên toàn thế giới, ảnh hưởng đến sức khỏe và sự phát triển, bền vững của cả một quốc gia. Việt Nam là một trong những quốc gia gần đây đã phải chứng kiến mối đe dọa ngày càng gia tăng của kháng kháng sinh, do việc sử dụng kháng sinh không hợp lý tại các cấp của hệ thống chăm sóc sức khỏe, trong nuôi trồng thủy sản, trong chăn nuôi và trong cộng đồng.

Cơ chế đề kháng kháng sinh

Cơ chế của đề kháng kháng sinh có thể được hiểu đơn giản như sau:

Vi khuẩn đề kháng kháng sinh bằng cách thay đổi các đặc tính (cấu trúc hay chuyển hoá …) của các bộ phận tế bào vi khuẩn làm cho kháng sinh không còn tác dụng giết chết vi khuẩn, sinh ra kháng thuốc. Những vi khuẩn kháng thuốc này tiếp tục phát triển, nhân lên, phát tán và lây nhiễm sang những người khác khiến thuốc kháng sinh dần mất tác dụng, gây ra tình trạng đề kháng thuốc. Khi đó sử dụng thuốc kháng sinh sẽ không còn tác động lên tế bào vi khuẩn và tiêu diệt chúng nữa.

Thực trạng kháng kháng sinh

Đề kháng kháng sinh tạo ra một gánh nặng kinh tế cho toàn xã hội. Mỗi năm, thế giới phải chi hàng trăm tỷ USD để kiểm soát tình trạng số lượng ca tử vong do kháng thuốc tăng cao và nghiên cứu phát triển kháng sinh mới.

Điển hình, con số đầu tư cho nghiên cứu kháng sinh mới điều trị bệnh lao phổi mỗi năm lên đến hơn 800 triệu USD; nhưng 50 năm qua chỉ có 2 kháng sinh mới được phát triển và vẫn còn đang ở giai đoạn thử nghiệm.

Thậm chí, trong ngày phát động Tuần lễ Nhận thức kháng sinh thế giới (WAAW) ở châu Á và Thái Bình Dương, tổ chức Liên hợp quốc đã đưa ra cảnh báo, đến năm 2050, mỗi năm sẽ có khoảng 5 triệu người châu Á tử vong do kháng thuốc kháng sinh.

Nghiên cứu về gen kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột

Một nhóm các nhà nghiên cứu, ở Viện Nghiên cứu Nông nghiệp Quốc gia (INRA) tại Pháp phối hợp với giáo sư Willem van Schaik tại Đại học Birmingham, đã phát triển một phương pháp mới nhằm xác định gen kháng trong vi khuẩn đường ruột bằng cách so sánh cấu trúc ba chiều của các enzym kháng kháng sinh đã biết với các protein được tạo ra bởi vi khuẩn đường ruột.

Nhờ vào phương pháp này, các nhà khoa học đã xác định được hơn 6.000 gen kháng kháng sinh rất khác với các gen đã được xác định trước đó trong các vi khuẩn gây bệnh.

hệ vi sinh vật trong hệ tiêu hóa

Hình ảnh: Hệ vi sinh vật trong hệ tiêu hóa của con người

Giáo sư Willem van Schaik, thuộc Viện Vi sinh và nhiễm trùng của Đại học Birmingham, cho biết: “Hầu hết các vi khuẩn đường ruột vô hại với vật chủ - con người, nhưng đối với bệnh nhân nội trú, ruột cũng là nơi trú ngụ của vi khuẩn gây bệnh.

"Thật không may, những vi khuẩn này ngày càng trở nên kháng thuốc kháng sinh và chúng ta cần hiểu các quá trình góp phần vào sự phát triển này."

“Bằng cách so sánh cấu trúc của các protein kháng kháng sinh đã biết với các protein được tạo ra bởi vi khuẩn đường ruột, chúng tôi đã tìm thấy hàng nghìn gen kháng kháng sinh mới trong ruột người, làm nổi bật sự đa dạng rộng lớn của các gen kháng kháng sinh trong môi trường này."

"Hầu hết các gen này dường như hiện diện trong vi khuẩn sống trong mối quan hệ vô hại với vật chủ, vì vậy có thể không phải là mối đe dọa trực tiếp đối với sức khỏe con người."

“Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh liên tục có thể dẫn đến các gen kháng này được chuyển sang vi khuẩn gây bệnh, do đó làm giảm hiệu quả của thuốc kháng sinh trong điều trị”.

Như vậy, mặc dù nhiều gen trong số các gen kháng kháng sinh của vi khuẩn đường ruột được phát hiện không phải là mối đe dọa đối với sức khỏe con người nhưng các nhà khoa học cũng cảnh báo chúng ta về việc lạm dụng kháng sinh để dẫn đến tình trạng biến đổi gen thành các vi khuẩn gây bệnh của hệ vi sinh đường ruột. Để hạn chế tình trạng kháng kháng sinh, chúng ta chỉ nên sử dụng kháng sinh khi được bác sĩ chỉ định, trong quá trình sử dụng cần uống đủ liều, đủ số ngày quy định.