Hàu và cuộc chiến chống lại các ‘siêu vi khuẩn’

Các siêu vi khuẩn kháng lại thuốc kháng sinh hiện có đang trở thành một vấn đề y tế ngày càng nghiêm trọng trên toàn thế giới.

Ước tính, mỗi năm có gần 5 triệu người tử vong do các nhiễm trùng kháng thuốc. Con số này được dự đoán sẽ tăng khoảng 70%, tương đương 40 triệu ca tử vong từ nay đến năm 2050. Để ứng phó, các nhà nghiên cứu phải tìm ra kháng sinh mới và các hoạt chất giúp nâng cao hiệu quả của các kháng sinh hiện hành, và một nguồn hy vọng có thể đến từ nơi ít ai ngờ tới: hàu.

Trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí PLOS ONE, các protein kháng khuẩn được tách chiết từ dịch hemolymph (giống như máu) của hàu có khả năng tiêu diệt một số vi khuẩn gây bệnh, đồng thời tăng cường hiệu quả của kháng sinh thông thường đối với các loài vi khuẩn khó trị.

Vi khuẩn gây các bệnh phổ biến đang tiến hóa

Viêm phổi là bệnh nhiễm trùng cấp tính ở phổi, thường do vi khuẩn Streptococcus pneumoniae gây ra, và hiện là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến tử vong ở trẻ em dưới 5 tuổi. Đây cũng là lý do phổ biến khiến nhiều người cao tuổi nhập viện. Những bệnh nhiễm trùng đường hô hấp trên, ví dụ như viêm amidan, cũng rất phổ biến và thường là lý do kê đơn kháng sinh cho trẻ.

Các nhiễm trùng da và họng dai dẳng do Streptococcus pyogenes có thể dẫn đến sốt thấp khớp cấp tính và bệnh tim thấp khớp. Tỷ lệ mắc bệnh cao và việc lạm dụng kháng sinh đã khiến vi khuẩn tiến hóa khả năng kháng thuốc, làm cho việc điều trị trở nên khó khăn.

Vấn đề càng trầm trọng hơn khi vi khuẩn hình thành màng sinh học (biofilm). Đây là các quần thể gồm hàng triệu tế bào vi khuẩn được bao bọc trong lớp chất nhầy do chính chúng tiết ra và bám chặt lên bề mặt, vừa giúp vi khuẩn “né” được hệ miễn dịch, vừa chống lại tác động của kháng sinh.

Đến nay, gần như mọi ca nhiễm trùng do vi khuẩn đều có mặt màng sinh học. Do vậy, các phương pháp điều trị mới có thể ức chế, phá vỡ hoặc xâm nhập được vào màng sinh học có giá trị rất lớn.

Hàu như một nguồn hoạt chất kháng khuẩn mới

Hơn 90% kháng sinh mà con người đang sử dụng có nguồn gốc từ tự nhiên, và trên 65% số kháng sinh được phát triển gần đây cũng không nằm ngoài quy luật này. Thông thường, việc tìm kiếm thuốc kháng sinh mới bắt đầu bằng cách khảo sát các loài sinh vật có khả năng tổng hợp chất kháng khuẩn để tự vệ.

Sống trong môi trường biển giàu vi sinh vật đa dạng, hàu đã tiến hóa hệ miễn dịch mạnh mẽ, đặc biệt thông qua các protein và peptide kháng khuẩn trong hemolymph, đóng vai trò bảo vệ hàu khỏi mầm bệnh. Nhiều nghiên cứu cho thấy hemolymph của hàu chứa các protein và peptide có thể chống lại nhiều mầm bệnh ở cả người và sinh vật biển.

Từ lâu, hàu cùng các loài thân mềm, thực vật và động vật khác đã xuất hiện trong y học cổ truyền để điều trị bệnh truyền nhiễm. Trong y học cổ truyền Trung Quốc, hàu được dùng hỗ trợ chữa triệu chứng nhiễm trùng hô hấp và tình trạng viêm. Tại Úc, hàu cũng có vai trò to lớn trong chăm sóc sức khỏe của cộng đồng Thổ dân bản địa từ hàng nghìn năm qua, góp phần gợi mở hướng nghiên cứu phát triển thuốc.

Trong nghiên cứu mới nhất, protein kháng khuẩn trong hemolymph của hàu đá Sydney (Saccostrea glomerata) đặc biệt hiệu quả trong việc tiêu diệt các vi khuẩn chi Streptococcus, đồng thời có thể ức chế quá trình hình thành màng sinh học của Streptococcus và xuyên qua màng sinh học đã hình thành trước đó.

Nâng cao hiệu quả của thuốc sẵn có

Để tăng cường hiệu lực của thuốc kháng sinh hiện hành, người ta ngày càng quan tâm đến việc sử dụng kết hợp với peptide và protein kháng khuẩn. Chúng có thể phá vỡ màng tế bào vi khuẩn, tạo điều kiện cho kháng sinh xâm nhập vi khuẩn để điều trị một cách dễ dàng hơn. Nhiều protein và peptide kháng khuẩn còn giúp tăng cường hệ miễn dịch của vật chủ, nhờ đó liệu pháp điều trị hiệu quả hơn.

Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra khả năng của protein hemolymph từ hàu đá Sydney khi kết hợp với nhiều loại kháng sinh thương mại để xem tác dụng lên các mầm bệnh khác nhau. Kết quả cho thấy ở nồng độ rất thấp, các protein này vẫn làm tăng hiệu quả của kháng sinh từ 2 đến thậm chí 32 lần.

Tác dụng ấn tượng nhất là với các vi khuẩn chi Streptococcus, Staphylococcus aureus (tác nhân chính gây nhiễm trùng da và máu kháng thuốc, thường gọi là “tụ cầu vàng”), và Pseudomonas aeruginosa (đặc biệt nguy hiểm ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch như người bị xơ nang). Đồng thời, các protein hàu không gây độc cho tế bào người khỏe mạnh.

Bước tiếp theo

Nhìn chung, protein từ hemolymph hàu hứa hẹn phát triển thành liệu pháp kháng khuẩn trong tương lai, nhờ khả năng tiêu diệt vi khuẩn trong màng sinh học, kết hợp hiệu quả với kháng sinh sẵn có và không độc hại với tế bào người. Tuy vậy, nghiên cứu sâu hơn, bao gồm thử nghiệm trên động vật và lâm sàng ở người, vẫn rất cần thiết.

Nguồn cung protein bền vững cho mục đích nghiên cứu và y tế cũng được chú trọng, song đáng mừng là hàu đá Sydney hiện đang được nuôi thương mại. Kết quả này mở ra cơ hội hợp tác giữa ngành dược phẩm, nuôi trồng thủy sản và cộng đồng khoa học để phát triển những loại kháng sinh mới, hiệu quả hơn trong tương lai.

Theo Science Alert