Phát hiện kháng sinh mạnh gấp 100 lần, có thể cứu sống khoảng 1,1 triệu người mỗi năm

Một nghiên cứu vừa công bố trên Tạp chí Hóa học Hoa Kỳ (Journal of the American Chemical Society - JACS) đã phát hiện một hợp chất kháng sinh hoàn toàn mới, có khả năng tiêu diệt các chủng vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm như tụ cầu vàng kháng methicillin (MRSA) và Enterococcus faecium kháng vancomycin (VRE).

Phát hiện này được xem là bước tiến quan trọng trong nỗ lực toàn cầu chống lại tình trạng kháng kháng sinh - vấn đề đang gây ra khoảng 1,1 triệu ca tử vong mỗi năm trên thế giới.

Phát hiện tình cờ từ một nghiên cứu cũ

Nhóm nghiên cứu do hai nhà khoa học Lona Alkhalaf và Greg Challis dẫn đầu, thuộc Đại học Warwick (Anh) và Đại học Monash (Australia), bắt đầu công trình với mục tiêu tìm hiểu cơ chế hình thành kháng sinh methylenomycin A - một hợp chất được phát hiện cách đây hơn nửa thế kỷ, do vi khuẩn đất Streptomyces coelicolor sản sinh.

Ban đầu, nhóm không có ý định tìm kiếm thuốc mới, mà chỉ muốn hiểu rõ cơ chế sinh tổng hợp của loại kháng sinh cũ. Trong quá trình xóa một số gene trong cụm gen sinh tổng hợp, họ nhận thấy phản ứng tạo methylenomycin A bị gián đoạn và hai hợp chất trung gian chưa từng được ghi nhận trước đây xuất hiện.

Khi tiến hành thử nghiệm, một trong hai hợp chất - pre-methylenomycin C lactone, thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đặc biệt mạnh, tiêu diệt hiệu quả nhiều chủng vi khuẩn Gram dương, bao gồm MRSA và VRE - những tác nhân gây nhiễm trùng nặng, thường khó điều trị bằng thuốc hiện nay.

Hiệu lực mạnh gấp 100 lần và chưa ghi nhận hiện tượng kháng thuốc

Kết quả thử nghiệm cho thấy pre-methylenomycin C lactone mạnh hơn methylenomycin A khoảng 100 lần trong việc tiêu diệt vi khuẩn. Đáng chú ý, trong suốt 28 ngày thử nghiệm liên tục - điều kiện thường khiến vi khuẩn học cách kháng thuốc, Enterococcus faecium không phát triển khả năng kháng lại hợp chất mới.

Điều này cho thấy pre-methylenomycin C lactone không chỉ có hoạt tính mạnh mà còn duy trì được hiệu quả ổn định, mở ra hy vọng về một loại kháng sinh khó bị “lờn thuốc”. Trong bối cảnh nhiều kháng sinh hiện nay mất dần tác dụng, phát hiện này được đánh giá là tín hiệu tích cực cho y học.

Tuy vậy, các nhà khoa học vẫn tỏ ra thận trọng.

Giáo sư Stephen Cochrane (Đại học Queen’s Belfast, Anh) nhận định: “Một hợp chất có hoạt tính diệt khuẩn mạnh trong phòng thí nghiệm chưa chắc đã trở thành thuốc an toàn và hiệu quả trên người. Cần có thêm nhiều bước đánh giá về độc tính, độ ổn định và tác dụng lâm sàng trước khi ứng dụng thực tế”.

Khai thác “mỏ vàng” tự nhiên trong đất

Theo Tiến sĩ Alkhalaf, vi khuẩn đất Streptomyces coelicolor là một trong những loài được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất từ thập niên 1950. Tuy nhiên, việc phát hiện một hợp chất hoàn toàn mới từ loài quen thuộc này cho thấy: thiên nhiên vẫn ẩn chứa nhiều tiềm năng chưa được khám phá.

Giáo sư Challis cho rằng S. coelicolor có thể từng tiến hóa để sản sinh pre-methylenomycin C lactone - một kháng sinh mạnh hơn, trước khi biến đổi thành methylenomycin A yếu hơn để phục vụ một chức năng sinh học khác.

Phát hiện này cũng mở ra hướng tiếp cận mới trong tìm kiếm kháng sinh. Thay vì chỉ tập trung nghiên cứu hợp chất cuối cùng trong chuỗi sinh tổng hợp, các nhà khoa học có thể khai thác và kiểm nghiệm các chất trung gian, qua đó tìm ra những hoạt chất mạnh và bền vững hơn trước hiện tượng kháng thuốc.

Sau khi xác định hoạt tính vượt trội của pre-methylenomycin C lactone, nhóm nghiên cứu đã hợp tác với Giáo sư David Lupton tại Đại học Monash để tìm phương pháp tổng hợp nhân tạo hợp chất này trong phòng thí nghiệm. Việc làm chủ quy trình tổng hợp sẽ cho phép sản xuất lượng lớn hợp chất, phục vụ các thử nghiệm tiền lâm sàng về độ an toàn và hiệu quả sinh học.

Với cấu trúc đơn giản, hoạt tính mạnh, khả năng tổng hợp mở rộng và đặc tính khó kháng, pre-methylenomycin C lactone được xem là ứng viên đầy hứa hẹn cho nhóm kháng sinh thế hệ mới.

Báo cáo gần đây của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy số lượng thuốc kháng khuẩn mới đang được phát triển hiện ở mức thấp, chủ yếu do các rào cản về kinh phí và lợi nhuận thương mại.

Trong khi đó, kháng thuốc vẫn là mối đe dọa hiện hữu, khiến hàng triệu ca nhiễm trùng trở nên khó điều trị hơn bao giờ hết.