Kể từ khi nhà khoa học Scotland Alexander Fleming tình cờ phát hiện ra penicillin, kháng sinh đầu tiên trên thế giới.
Cho đến ngày nay có nhiều loại kháng sinh mới ra đời, sau các quá trình thử nghiệm và nghiên cứu trong phòng thí nghiệm.
Tiến sĩ Sean Brady, một nhà vi sinh học và phó giáo sư tại Đại học Rockefeller ở thành phố New York, tin rằng tương lai của kháng sinh có thể nằm trong những mẩu đất ngay bên ngoài cửa nhà của bạn.
Khám phá của tiến sĩ Brady, 90 năm sau khi phát hiện của Fleming năm 1928, có thể đã mở ra một cánh cửa mới cho nhân loại khi thế giới đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng kháng sinh.
Cuộc khủng hoảng xảy ra khi xuất hiện những loài "siêu vi trùng" (superbugs) có khả năng đề kháng chống lại hàng chục loại kháng sinh phổ rộng.
Kết quả là các bệnh nhiễm trùng ngày càng khó điều trị.
Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Bệnh tật Hoa Kỳ (The Centers for Disease Control and Prevention - CDC) báo cáo rằng mỗi năm tại Mỹ, có ít nhất 2 triệu người bị nhiễm vi khuẩn kháng thuốc. Ít nhất 23.000 người trong số họ chết mỗi năm do hậu quả từ những căn bệnh do các loài vi trùng này.
Thêm vào đó, người ta ước tính số người chết toàn cầu từ các ca nhiễm vi trùng kháng thuốc có thể lên đến 10 triệu người một năm vào năm 2050.
Tìm kiếm một giải pháp mới
Trên toàn thế giới, các nhà khoa học đang chạy đua với thời gian để phát triển các loại kháng sinh mới có khả năng phá huỷ các phân tử của vi khuẩn kháng thuốc.
Thay vì sử dụng kháng sinh trong một đĩa petri (một loại đĩa bằng thủy tinh hoặc chất dẻo dạng hình trụ có nắp đậy mà các nhà sinh vật học sử dụng để nuôi cấy tế bào hay những cây rêu nhỏ) như Fleming và các nhà khoa học đã và đang thực hiện, tiến sĩ Brady hy vọng tương lai chúng ta sẽ tìm ra những loại thuốc mới có nguồn gốc từ đất.
"Có hàng ngàn vi khuẩn trong lòng đất, ở mọi nơi bạn đi - đó là một bể chứa đầy tiềm năng các loại kháng sinh mới," tiến sĩ Brady nói. "Nhiều loại vi khuẩn trong đó có cấu trúc là các phân tử chưa từng thấy trước đây."
Tiến sĩ Brady và các cộng sự đã công bố nghiên cứu của họ vào tháng 2 năm 2018 trên tạp chí Nature Microbiology.
Các nhà khoa học báo cáo rằng họ đã khám phá ra một loại kháng sinh mới, được chiết xuất từ các vi sinh vật mới chưa từng được biết - sống trong đất.
Lớp sinh vật này, mà họ gọi là "malacidins", đã tiêu diệt hàng loạt "siêu vi trùng" ở chuột thí nghiệm, bao gồm cả vi khuẩn Staphylococcus aureus kháng methicillin (methicillin-resistant Staphylococcus aureus - MRSA), mà không xảy ra tình trạng kháng kháng sinh.
Thuốc kháng sinh mới tấn công và làm sạch các bệnh nhiễm trùng da MRSA ở động vật chỉ trong một ngày.
"Một phần đáng kể các loại thuốc mà chúng ta sử dụng ngày nay trong các phòng khám, phòng mạch và bệnh viện, đặc biệt là thuốc kháng sinh, đều có đặc điểm là có nguồn gốc xuất phát từ các phân tử được tạo ra bởi các vi sinh vật sống, đặc biệt là vi khuẩn", tiến sĩ Brady nói.
Ông giải thích: "Hầu hết các kháng sinh của chúng ta đều là các hợp chất có những nét đặc trưng bởi vi khuẩn, được phát triển từ một vi khuẩn nào đó để tiêu diệt các loài vi khuẩn khác".
"Chúng không phải như những gì mà mọi người hay tưởng tượng: Các nhà khoa học trong phòng thí nghiệm tổng hợp các hợp chất ngẫu nhiên và - bất ngờ - bạn có một kháng sinh mới."
Đó là cách mà penicillin, tetracycline và vancomycin - được tìm thấy, ông nói.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, cách tiếp cận này đã bắt đầu cho thấy sự yếu thế của y học trong cuộc chiến với vi trùng.
"Chúng ta đã sử dụng mọi loài vi khuẩn đã được khám phá để tạo kháng sinh, và do đó chúng ta cần phải tìm một nguồn tài nguyên vi trùng khác để tạo ra những loại kháng sinh mới", tiến sĩ Brady nói.
"Hầu hết các hợp chất trong kháng sinh hiện nay đến từ việc nuôi cấy vi khuẩn. Bạn hoàn toàn có thể nuôi cấy những loại vi khuẩn sống trong 1 mẫu đất để tạo ra kháng sinh".
Ông nói thêm: "Hiện nay, hầu hết các loại vi khuẩn trong môi trường sống không thể nuôi cấy. Vì vậy các loại thuốc kháng sinh mà chúng ta tìm được chỉ chiếm khoảng 1% từ việc nuôi cấy những loài vi khuẩn có thể nuôi cấy được.
Có tới khoảng 99% kháng sinh mới mà chúng ta chưa thể chế tạo, do không thể cấy được các loại vi khuẩn đó."
Một cuộc nghiên cứu kéo dài cả thập kỷ
Các nhà nghiên cứu bắt đầu tạo kháng sinh với một cách tiếp cận mới trong khoảng 10 năm trở lại đây.
Thay vì cố gắng nuôi cấy vi khuẩn, họ lấy đất và chiết xuất ADN và đưa chúng vào vi khuẩn để chúng có thể phát triển, tiến sĩ Brady nói.
Ông đã trải qua cả 10 năm làm việc trong nhóm nghiên cứu của mình.
Tiến sĩ Brady nói: "Chúng tôi lấy vi khuẩn khỏi lòng đất, sau đó làm nóng đất với chất tẩy, và chiết xuất lấy phần chuỗi ADN đã được giải phóng".
"Sau đó chúng tôi đưa những chuỗi ADN đó vào những loại vi trùng mà chúng tôi đã nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Bạn sẽ có những dòng gen mới từ sinh sản vô tính, từ những vi trùng được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, và một điều thú vị là bạn có thể tạo ra những loại thuốc kháng sinh mới."
Ông giải thích: "Chúng tôi phân tích tất cả các dữ liệu được sắp xếp bằng cách sử dụng công nghệ di truyền học môi trường, đó là công nghệ sắp xếp trình tự thế hệ mới".
"Các loại vi khuẩn được nuôi cấy nhận gen từ môi trường. Chúng tôi đưa những loại gen mới vào chúng và nó đã giúp tạo ra hai loại kháng sinh mới."
Mục tiêu, theo tiến sĩ Brady, là để phát triển vi khuẩn trong sự hiện diện của một kháng sinh.
Một vấn đề trên toàn thế giới
Kháng kháng sinh là một vấn đề lớn trong nền y học hiện đại của thế giới.
Tiến sĩ Peter Collignon, chuyên gia về kháng sinh nổi tiếng, bác sĩ chuyên ngành bệnh truyền nhiễm, và nhà vi sinh vật học tại Bệnh viện Canberra ở Australia cho biết: "Vi khuẩn kháng thuốc là một vấn đề bức bối và chúng đang ngày càng trở nên tồi tệ hơn".
Ông cho biết: "Đó là vấn đề được đặt ra hàng đầu ở các nước đang phát triển, nhưng thật ra chúng là vấn đề có ở mọi nơi, kể cả ở Mỹ, Úc và châu Âu".
Tiến sĩ Collignon nói: "Chúng ta có những bệnh nhiễm trùng đe dọa mạng sống khó điều trị và đôi khi không thể điều trị được".
"Tất nhiên, viễn cảnh đó hoàn toàn có thể thấy ở xã hội phát triển như phương Tây. Nhưng thực tế là nếu bạn ở Trung Quốc, Philippines, Việt Nam, hoặc Ấn Độ, rất nhiều bệnh nhiễm trùng thực sự phổ biến không thể điều trị được vì có rất nhiều vi khuẩn kháng thuốc."
Nguyên nhân của vấn đề là việc kê toa kháng sinh quá thường xuyên đã tạo ra các siêu vi trùng.
Tiến sĩ Collignon cho biết: "Chúng tôi đánh giá rất cao nguyên nhân sự đề kháng là từ việc sử dụng kháng sinh quá mức. Nhưng, tôi nghĩ vấn đề thực sự nằm ở sự phân bố của các vi khuẩn mang gen kháng thuốc và nguyên nhân là do môi trường bị ô nhiễm."
"Nước bị ô nhiễm bởi con người và động vật, và nguồn nước ô nhiễm là điều kiện để lan truyền vi khuẩn kháng thuốc trong nước."
Ông giải thích: "Quá trình lây lan diễn qua việc uống nước và rau củ quả. Việc ăn uống chứa các loài vi khuẩn này sẽ làm chúng ta mắc bệnh, để điều trị cần phải uống kháng sinh.
Từ đó sự kháng thuốc càng trở nên tồi tệ thông qua một quá trình diễn ra như một vòng tròn khép kín mà không có điểm kết thúc."
Các điều kiện chính trị và xã hội cũng có thể ảnh hưởng đến tình trạng kháng kháng sinh.
Tiến sĩ Collignon nói: "Chúng tôi đã làm một nghiên cứu khá thú vị cách đây vài năm và gây ra một số tranh cãi. Chúng tôi phát hiện ở châu Âu - và cũng như trên toàn thế giới - mối tương quan chặt chẽ giữa tham nhũng và việc sử dụng kháng sinh."
"Bởi vì tham nhũng là dấu hiệu cho thấy các hoạt động của chính phủ trở nên tồi tệ, như việc cung cấp nước cho người dân không tốt, hoặc cung cấp thực phẩm bẩn hoặc thậm chí các loại thuốc giả, chất lượng kém."
"Văn hoá của một quốc gia, tạo ra rất nhiều sự khác biệt trong tình trạng kháng thuốc của vi khuẩn", ông lưu ý.
"Và tôi nghĩ rằng một yếu tố khác không kém phần quan trọng là việc sử dụng bừa bãi và không sao kê lại những loại thuốc bạn sử dụng, và cách chúng ta cho phép vi khuẩn kháng thuốc lây lan."
"Bởi vì chúng ta không tuân theo các quy tắc và không có những biện pháp phòng ngừa cơ bản để ngăn chặn tất cả những điều này lan rộng trong các bệnh viện và trong cộng đồng".
*Theo www.healthline.com
Xem thêm:
Kháng kháng sinh - con dao 2 lưỡi cực kỳ nguy hiểm