Theo Cơ quan Kiểm soát & Phòng chống Dịch bệnh Mỹ - CDC, năm 2011, tại Mỹ, 4 loại khuẩn là Salmonella, Campylobacter, T. Gondii và E.Coli 0157 đã làm cho trên 34.000 người phải nhập viện. Riêng E.coli, năm 2013 đã làm cho trên 3.900 người ở các quốc gia thuộc EU và Bắc Mỹ phải nhập viện, 52 trong số này thiệt mạng. Nhằm hạn chế tình trạng khuẩn kháng thuốc, cộng đồng khoa học đã tìm ra nhiều phương án mới, trong đó tiêu biểu có hai hướng đi mang tính khả thi dưới đây:
Phương án dùng protein thay cho kháng sinh
Đây là đề tài của các chuyên gia thuộc phòng nghiên cứu thí nghiệm Lawrence Livermore National Lab (LNL), California, Mỹ. Các nhà khoa học đã biến các quy trình nội tại của khuẩn E.coli để chống lại chính nó. Theo TS. Paul Jackson - người đứng đầu nhóm nghiên cứu thì một dạng lytic protein tinh khiết thường được khuẩn E.coli sử dụng để chích lỗ nhỏ vào thành tế bào trước khi nhân bản, sẽ được dùng làm vũ khí để tiêu diệt chính nó. Thay vì tạo ra một cách thức mới, các nhà khoa học đã vận dụng ngay cơ chế đã có để chống lại chúng theo kiểu “độc trị độc”. Những loại protein nói trên được xem là đặc tính duy nhất của từng loại khuẩn, vì vậy, phương án dùng lytic protein tinh sạch sẽ trị được khuẩn E.coli mà không ảnh hưởng đến các tế bào khỏe mạnh xung quanh.
Phương án dùng protein phá hủy tế bào.
Phương án dùng protein phá hủy tế bào
Cùng với nghiên cứu nói trên của LNL, các nhà khoa học ở Đại học Tel Aviv, Israel hiện cũng đang thực hiện một dự án tương tự hay còn gọi là phương án dùng protein phá hủy tế bào, phát triển một chất thay thế thuốc kháng sinh, có khả năng phát hiện ngăn chặn vi khuẩn phân chia, do đó, phá hủy chúng và chống nhiễm khuẩn. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học phát hiện thấy một trong những protein được sản xuất bởi thể thực khuẩn T7 (hay còn gọi là Gen 04) nhiễm vào vật chủ khuẩn đường ruột E.coli và cản trở việc phân nhánh bên trong tế bào của khuẩn này. Nhóm đề tài hiện đang khám phá vai trò các gen của thể thực khuẩn T7 khi sản sinh hơn 100 thực thể con trên mỗi vật chủ trong thời gian 25 phút. Nếu nghiên cứu chu kỳ tăng sinh của thực khuẩn thành công thì sẽ phân tách được tối đa số lượng tế bào của vật chủ. Các thể thực khuẩn (phage) là sinh vật phổ biến nhất trên trái đất, có số lượng cực lớn, đông gấp hàng chục lần vi khuẩn trong tự nhiên. Ngược với virut, thể thực khuẩn không gây hại cho người, chúng có thể tự gắn vào một vi khuẩn, gây nhiễm DNA vật chủ và nhanh chóng sinh sôi với số lượng rất nhanh. Các thể thực khuẩn được xem là đồng minh tiềm năng trong cuộc chiến chống nhiễm khuẩn trong cơ thể con người và nếu tận dụng hết khả năng này sẽ mang lại lợi ích to lớn trong cuộc chiến tiêu diệt khuẩn kháng thuốc trong tương lai.
Phương án dùng polyme
Phương án dùng polyme là phát minh mới nhất có tính khả thi trong cuộc chiến chống khuẩn kháng thuốc của các chuyên gia ở Viện Công nghệ sinh học và công nghệ nano của Mỹ (NBN) phối hợp với Trung tâm nghiên cứu Almaden của hãng IBN phát triển. Theo các nhà khoa học, thuốc kháng sinh làm nhiệm vụ tấn công khuẩn từ trong ra, nhưng những loại khuẩn sống sót được lại trở nên kháng thuốc và do nhiều yếu tố, số lượng khuẩn kháng thuốc ngày càng đông dẫn đến việc trị bệnh gặp khó khăn. Để phá vỡ cơ chế này, các chuyên gia ở IBN đã tạo ra một loại polyme cấp nano giống như các hạt peptide tìm thấy bên trong cơ thể con người, có nhiệm vụ tìm và diệt khuẩn bằng cách phá hủy thành tế bào của chúng. Theo TS. Jim Hedrick - Giám đốc Dự án thì các polyme có khả năng mô phỏng hệ thống miễn dịch của cơ thể, nhưng polyme lại là những sản phẩm cấp sinh học, có nghĩa phân hủy một cách dễ dàng giống như các sản phẩm sinh học khác, không gây hại cho con người và sau đó thải ra ngoài một cách bình thường.
Các nhà khoa học ở IBN và IBM gọi đây là thủ thuật tiêu diệt khuẩn kháng thuốc bằng công nghệ bán dẫn. Sở dĩ có tên gọi này là do các chuyên gia ở Trung tâm nghiên cứu Almadenh khi làm thí nghiệm ăn mòn trên đĩa bán dẫn đã phát hiện thấy vật chất có thể tạo ra điện tĩnh khi được liên kết thành chuỗi, tạo thành polyme hay chất trùng hợp dưới tên gọi Ninja polyme. Khi các Ninja polyme hòa vào máu hoặc dịch lỏng, chúng sẽ tự động gắn vào cấu trúc nano và hút tĩnh điện các tế bào lây nhiễm mà không ảnh hưởng đến các tế bào khỏe mạnh, sau đó tiến hành tiêu diệt vi khuẩn, gây ra hiện tượng thoái hóa sinh học trước khi thải ra ngoài qua đường phân và nước tiểu.
Như trên đã đề cập, phương án diệt khuẩn bằng polyme có những đặc tính khác với việc dùng kháng sinh, nó sao chép chức năng của hệ miễn dịch, quá trình này có thể tóm tắt như sau: polyme gắn kết với màng vi khuẩn và làm mất độ ổn định của màng, sau đó màng bị phá hủy, mọi thứ bên trong lớp màng đổ ra ngoài có rất ít cơ hội để vi khuẩn tạo ra sức đề kháng để chống lại polyme. Với lợi thế trên, polyme không chỉ tiêu diệt được vi khuẩn kháng thuốc mà bản thân polyme còn có đặc tính phân hủy sinh học nên không gây hại cho con người, vì vậy, ngoài ứng dụng trong y học, polyme còn có dải ứng dụng rất rộng như dùng trong chế tạo chất tẩy rửa hay hóa mỹ phẩm diệt khuẩn như kem đánh răng, xà phòng, mỹ phẩm hay bao gói thực phẩm.
(Theo WP/ ICT, 3/2014)
Khắc Nam
