(Ảnh minh họa: medboundhub)
Kết quả nghiên cứu do Tiến sĩ Idan Yelin và Giáo sư Roy Kishony thuộc Khoa Sinh học của Đại học Technion thực hiện, vừa được công bố trên tạp chí Nature Microbiology. Theo nhóm nghiên cứu, việc lạm dụng và sử dụng kháng sinh không hợp lý trong nhiều thập niên qua đã thúc đẩy quá trình tiến hóa của vi khuẩn, làm gia tăng nhanh chóng tình trạng kháng thuốc. Đây là nguyên nhân khiến ngày càng nhiều ca nhiễm khuẩn trở nên khó điều trị, làm tăng nguy cơ đối với sức khỏe cộng đồng trên phạm vi toàn cầu.
Trong bối cảnh đó, nghiên cứu mới đã phát hiện một con đường tiến hóa chưa từng được biết đến, giúp vi khuẩn thích nghi với kháng sinh nhanh hơn đáng kể so với những hiểu biết trước đây. Để thực hiện nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát triển công cụ phân tích tính toán mới mang tên AmpliFinder và sử dụng công cụ này để phân tích hơn 10.000 mẫu vi khuẩn được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy thay vì chỉ gia tăng số lượng bản sao gene thông qua các cơ chế khuếch đại gene truyền thống, vi khuẩn còn có thể sử dụng một cơ chế khuếch đại gene đặc biệt chưa từng được mô tả trước đây.
Cơ chế này dựa trên việc nhân đôi các gene thông qua một đoạn ADN duy nhất kết nối các vùng nằm cách xa nhau trong bộ gene của vi khuẩn. Do cấu trúc này khác với các mô hình khuếch đại gene đã biết nên rất khó được phát hiện bằng các phương pháp phân tích thông thường. Theo Tiến sĩ Yelin, ban đầu nhóm nghiên cứu dự đoán sẽ chủ yếu quan sát thấy cơ chế khuếch đại gene cổ điển đã được mô tả trong các giáo trình sinh học, trong đó gene được lặp lại nhiều lần và được bao quanh bởi các phần tử di truyền di động giống nhau. Tuy nhiên, kết quả thu được lại hoàn toàn khác với kỳ vọng.
Ông Yelin cho biết các dạng khuếch đại gene không theo cơ chế truyền thống xuất hiện với tần suất rất cao ở vi khuẩn và thậm chí còn có hiệu quả hơn trong việc gia tăng số lượng gene. Điều này cho thấy đây có thể là con đường giúp vi khuẩn phát triển khả năng kháng kháng sinh với tốc độ nhanh hơn nhiều so với nhận thức trước đây.
Các nhà nghiên cứu phát hiện cơ chế mới tạo ra sự khuếch đại ADN có tính định hướng, cho phép vi khuẩn nhanh chóng tạo ra hàng chục bản sao của các gene liên quan đến khả năng kháng thuốc. Việc gia tăng số lượng các gene này giúp vi khuẩn phản ứng với tác động của kháng sinh nhanh hơn và hiệu quả hơn so với các cơ chế khuếch đại gene đã được biết đến trước đây.
Để đánh giá khả năng hoạt động của cơ chế này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm trên hai loài vi khuẩn là Escherichia coli và Acinetobacter baumannii - những tác nhân gây bệnh phổ biến và đang là mối quan tâm lớn trong điều trị các bệnh nhiễm khuẩn. Sử dụng kháng sinh chloramphenicol, các nhà khoa học phát hiện việc khuếch đại đoạn ADN chứa gene mdfA không chỉ làm tăng khả năng kháng thuốc vốn có của vi khuẩn mà còn giúp chúng tiếp tục thích nghi với nồng độ kháng sinh ngày càng cao.
Theo nhóm nghiên cứu, kết quả này cho thấy cơ chế khuếch đại gene mới đóng vai trò thúc đẩy quá trình tiến hóa diễn ra nhanh hơn, qua đó nâng cao đáng kể khả năng sống sót của vi khuẩn trong môi trường có kháng sinh. Đáng chú ý, cơ chế này được xác định phổ biến hơn nhiều so với những gì các nhà khoa học từng nhận định.
Dù vậy, các tác giả cũng lưu ý rằng nghiên cứu mới được tiến hành trên các mẫu vi khuẩn nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Vì vậy, kết quả hiện chưa đủ cơ sở để thay đổi các hướng dẫn điều trị hoặc sử dụng kháng sinh trong thực hành lâm sàng.
Theo nhóm nghiên cứu, phát hiện mới trước mắt có ý nghĩa quan trọng trong việc làm sáng tỏ quá trình tiến hóa của vi khuẩn, đồng thời mở ra triển vọng phát triển các loại thuốc mới có thể sử dụng kết hợp với kháng sinh nhằm ngăn chặn quá trình khuếch đại gene. Nếu cơ chế này bị ức chế, vi khuẩn sẽ gặp nhiều khó khăn hơn trong việc nhanh chóng hình thành khả năng kháng thuốc, từ đó góp phần kéo dài hiệu quả của các loại kháng sinh hiện có.
Các nhà khoa học nhấn mạnh cần tiếp tục nghiên cứu để xác định mức độ phổ biến của cơ chế này ở các chủng vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện cũng như đánh giá khả năng ứng dụng của phát hiện vào điều trị trên người.
Trong bối cảnh Tổ chức Y tế thế giới (WHO) nhiều lần cảnh báo tình trạng kháng kháng sinh là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe toàn cầu, việc hiểu rõ hơn các cơ chế giúp vi khuẩn tiến hóa và thích nghi với thuốc được kỳ vọng sẽ tạo cơ sở cho việc phát triển các chiến lược điều trị hiệu quả hơn trong tương lai.
Bình luận (0)