Vi khuẩn và virus đã trở nên “thông minh” hơn, trong khi một số bệnh dường như đe dọa quay trở lại.
Với những nỗ lực và nhiều thử nghiệm thất bại trong cuộc đua chống lại các bệnh n.hiễm t.rùng, loạt phóng sự “Những người săn đuổi dịch bệnh” của CNA đã cho thấy, những khám phá về các phương pháp điều trị mới lạ và sắp công bố.
Một nghiên cứu sẽ tiến hành thả muỗi Aedes aegypti ( muỗi vằn) biến đổi gene vào tự nhiên để giảm thiểu và cuối cùng loại bỏ sự lây truyền bệnh sốt xuất huyết. Ảnh minh họa: AFP
Phát hiện bất ngờ về gián
Nhắc đến gián, nhiều người có thể thấy ghê tởm và sợ hãi. Naveed Khan của Đại học Sharjah Hoa Kỳ ở Các Tiểu vương quốc Arab Thống nhất cho rằng, loài dịch hại gia đình này là nguồn gốc của một loạt các hợp chất t.iêu d.iệt vi khuẩn tiếp theo.
“Gián đã tồn tại hơn 300 triệu năm. Những loài này đã rất thành công trong việc thích nghi và tiến hóa nên chúng phải có một thứ gì đó, một số phân tử bên trong cơ thể chúng để bảo vệ chúng chống lại các bệnh truyền nhiễm” – ông Naveed Khan nói.
Vị giáo sư này đã “t.rúng s.ố độc đắc” khi hàm lượng tế bào trong não của gián tỏ ra hiệu quả chống lại vi khuẩn Staphylococcus aureus (MRSA) siêu kháng methicillin. Siêu vi khuẩn này dễ gây n.hiễm t.rùng và kháng nhiều loại kháng sinh. Ông phát hiện ra rằng, “chỉ ít hơn 5 microgram” hỗn hợp chất có thành phần não gián đã t.iêu d.iệt hơn 1 triệu vi khuẩn MRSA, “tỉ lệ t.iêu d.iệt là 100%”.
Phát hiện trên của ông là một trong những nỗ lực của cộng đồng các nhà khoa học và bác sĩ toàn cầu, những người đang chống lại mối đe dọa sức khỏe ngày càng tăng: Nhiều vi khuẩn gây bệnh đã trở nên kháng thuốc kháng sinh và một số ký sinh trùng đã kháng lại các loại thuốc khác.
Nếu các loại thuốc hoặc phương pháp điều trị mới không được cung cấp nhanh chóng, những căn bệnh này có thể phát triển thành những thảm họa sức khỏe toàn cầu. Điều quan trọng là, “vũ khí mới” đang được phát triển trong cuộc chạy đua chống lây nhiễm vi khuẩn mà loạt phim “Những người săn đuổi dịch bệnh” tiết lộ. Nhưng liệu chúng có đủ để chống lại vi khuẩn và virus ngày càng gia tăng?
Sử dụng thực thể khuẩn
Trong quá trình tìm kiếm giải pháp, giáo sư Khan đã được truyền cảm hứng khi phát hiện những con gián đang chạy tán loạn khi ông dẫn các con vào phòng tắm để rửa tay. “Chúng tôi đang bảo các con rằng, chúng ta phải thường xuyên rửa tay và sử dụng xà phòng chống vi khuẩn. Song làm thế nào mà những loài này có thể chống lại hay bảo vệ mình khỏi các bệnh truyền nhiễm?” – ông băn khoăn.
Nghiên cứu của ông về những gì đang bảo vệ lũ gián cho thấy, hỗn hợp não mà ông thử nghiệm chỉ độc hại đối với vi khuẩn, không ảnh hưởng đến tế bào người. Ông muốn mang các phân tử chống vi khuẩn này thử nghiệm trên động vật, vì các hợp chất chống vi khuẩn mới phải được thiết kế để đối phó với các chủng kháng kháng sinh. “Chúng ta ít nhiều đang hướng tới thời kỳ t.iền kháng sinh, nơi không loại kháng sinh nào có hiệu quả nếu không tìm ra các loại thuốc chống vi khuẩn mới” – ông Khan nói.
Một trong những cách phòng chống vi khuẩn này thậm chí có thể là virus như vi khuẩn, hay gọi tắt là thực khuẩn thể, có thể sống bên trong và tấn công vi khuẩn. Chúng là kẻ thù tự nhiên của vi khuẩn. Và trong 2 năm qua, nhà vi sinh vật học Wilfried Moreira và nhóm của ông từ Trường Y Yong Loo Lin thuộc Đại học Quốc gia Singapore đã xây dựng một trong những ngân hàng lợi khuẩn lớn nhất ở Đông Nam Á. Trong khi nghiên cứu về thể thực khuẩn trở nên ít quan trọng hơn sau khi kháng sinh ra đời, sự gia tăng của vi khuẩn kháng kháng sinh đã dẫn đến sự trở lại của nó.
“Mặc dù Châu Âu và phần còn lại của thế giới đang phát triển thuốc kháng sinh, nhưng ở Georgia (Mỹ) và sau đó là Liên bang Xô Viết, thực khuẩn thể đã được sử dụng liên tục trong 100 năm qua” – ông Moreira cho biết.
Các thể thực khuẩn cũng nhắm vào các vi khuẩn gây bệnh cụ thể. “Khi bạn sử dụng thuốc kháng sinh, nó tương đương với việc n.ém b.om rải thảm. Bạn t.iêu d.iệt mọi vi khuẩn một cách bừa bãi, kể cả những vi khuẩn rất tốt” – ông lưu ý. “Thực khuẩn thể giống như một phát s.úng b.ắn tỉa – chúng chỉ lây nhiễm và chữa khỏi những vi khuẩn rất cụ thể và chúng để lại những vi khuẩn tốt còn nguyên vẹn và không bị ảnh hưởng”.
Khi vi khuẩn phát triển sức đề kháng với thực khuẩn thể, thực khuẩn thể cũng tiến hóa để trở nên mạnh hơn. “Chúng tôi cũng đang phát triển cái mà chúng tôi gọi là khả năng kỹ thuật di truyền… về cơ bản làm cho thực khuẩn thể mạnh hơn và hiệu quả hơn” – ông Moreira cho biết thêm.
Cuộc chiến chống sốt xuất huyết
Một căn bệnh mà kỹ thuật di truyền đã cho thấy có nhiều hứa hẹn chống lại được là bệnh sốt xuất huyết.
Nhà sinh học phân tử Omar Akbari thuộc Khoa Khoa học Sinh học tại Đại học California (San Diego, Mỹ) đã biến đổi gene muỗi Aedes aegypti (hay muỗi vằn) để tạo ra kháng thể chống lại bệnh sốt xuất huyết nhằm không cho chúng có thể truyền virus. Ông Akbari hy vọng sẽ thả muỗi biến đổi gene vào tự nhiên để giảm thiểu và cuối cùng loại bỏ sự lây truyền bệnh sốt xuất huyết.
Cho đến nay, các cách chủ yếu để ngăn ngừa sự lây lan của bệnh sốt xuất huyết là thông qua thuốc diệt côn trùng và loại bỏ nơi sinh sản của muỗi. Tuy nhiên, William Petrie – Giám đốc Quản lý Môi trường và Kiểm soát Muỗi Quận Miami-Dade (Mỹ) – cho hay, muỗi Aedes aegypti hiện có khả năng chống lại “hầu hết các loại thuốc diệt côn trùng thông thường”.
Tại Singapore, các giải pháp mới hơn đang được thử nghiệm bao gồm nuôi muỗi vằn đực bị nhiễm vi khuẩn Wolbachia. Vi khuẩn này sẽ cản trở sự sinh sản của muỗi. Khi muỗi nhiễm Wolbachia g.iao p.hối với muỗi Aedes aegypti cái, trứng sẽ không nở. Khi số lượng muỗi giảm, tỉ lệ mắc bệnh sốt xuất huyết cuối cùng sẽ giảm xuống.
“Ở những khu vực có quần thể muỗi Aedes aegypti cao, chúng tôi đã chứng kiến sự đàn áp tới 90% loài muỗi này trong cộng đồng” – điều tra viên chính của Dự án Wolbachia Ng Lee Ching từ Cơ quan Môi trường Quốc gia trích dẫn báo cáo cho biết.
Nghiên cứu riêng biệt khác của Lok Shee-Mei từ chương trình các bệnh truyền nhiễm mới nổi của Trường Y Duke-NUS đã phát hiện ra một lý do khiến bệnh sốt xuất huyết khó có thể chủng ngừa: Virus thay đổi hình dạng trong các điều kiện khác nhau. Sử dụng kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh và mô hình 3-D, nhóm của cô đã có thể ghi lại hình ảnh của virus ở các nhiệt độ khác nhau. “Đối với sự phát triển của vaccine, vaccine đang được sử dụng để huấn luyện hệ thống miễn dịch của cơ thể bạn nhận ra (virus)” – nữ giáo sư nói.
Thay đổi hình dạng không phải là biến chứng duy nhất khi bệnh sốt xuất huyết có bốn loại huyết thanh. Nhưng Mạng lưới Miễn dịch học Singapore (SIgN) của Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Nghiên cứu đang trong giai đoạn phát triển một loại kháng thể có hiệu quả chống lại cả bốn loại huyết thanh.
Theo Laurent Renia – cựu Giám đốc điều hành của SIgN, kháng thể gắn vào các cấu trúc trên virus giống như một “chìa khóa tra vào ổ khóa”. Điều này sẽ kích hoạt hệ thống miễn dịch t.iêu d.iệt virus.
Nỗ lực phòng chống sốt rét
Bên cạnh bệnh sốt xuất huyết, muỗi còn truyền bệnh sốt rét qua vết đốt của muỗi Anopheles cái.
Mặc dù Tổ chức Y tế Thế giới tuyên bố, Singapore không còn bệnh sốt rét vào năm 1982 nhưng căn bệnh này vẫn phổ biến ở nhiều quốc gia. Và có hàng chục trường hợp mắc bệnh tại nước này mỗi năm, hầu hết đều là bệnh nhân nhập khẩu. Vì vậy, nhà nghiên cứu Pablo Bifani – điều tra viên chính tại SIgN – đang thử nghiệm một loại thuốc mới có thể nhắm vào nhiều giai đoạn của plasmodium vivax, loại ký sinh trùng sốt rét phổ biến nhất, trong cơ thể người.
Nhiều loài động vật cũng mang trong mình những chủng bệnh sốt rét khiến ông lo lắng. “Ý tưởng về bệnh lây truyền từ động vật là rất quan trọng, đặc biệt là với COVID-19″ – ông nói và chỉ ra rằng, bệnh sốt rét có ở khỉ tại Singapore.
Ở nhiều nơi trên thế giới, ký sinh trùng sốt rét đã trở nên kháng thuốc chống sốt rét Chloroquine và các loại thuốc thay thế như Artemisinin đã được phát triển.
Liệu pháp phối hợp dựa trên Artemisinin hiện được sử dụng để ngăn ngừa hoặc giảm thiểu bệnh sốt rét kháng thuốc, nhưng sự tiến hóa của các chủng (được báo cáo) có khả năng kháng nhiều loại thuốc có thể cản trở hiệu quả của nó. Với chi phí và thời gian liên quan đến việc phát minh ra nhiều loại thuốc mới, nhà nghiên cứu Pablo Bifani cảm thấy rằng, cách tốt nhất để điều trị sốt rét do đó nằm ở việc quản lý thích hợp các loại thuốc hiện có.
Vi khuẩn kháng thuốc có thể lây lan cả khi không dùng kháng sinh
Kháng thuốc kháng sinh đang là hiểm họa đe dọa sức khỏe toàn cầu và mới đây các nhà khoa học còn phát hiện thêm một cơ chế mới, chưa từng được biết đến trước đây, đó là, kháng thuốc còn có thể xuất hiện ngay cả khi chúng ta không sử dụng kháng sinh với số lượng lớn.
Do đó, việc giảm sử dụng kháng sinh là chưa đủ để hạn chế tình trạng kháng thuốc mà phải thực hiện cùng lúc nhiều biện pháp để có thể ngăn ngừa n.hiễm t.rùng với vi khuẩn kháng thuốc ngay từ đầu.
Vi khuẩn ngày càng trở nên kháng các loại thuốc kháng sinh phổ biến. Thông thường, sự kháng thuốc được trung gian bởi các gene kháng thuốc, có thể hiểu đơn giản là chuyển từ quần thể vi khuẩn này sang quần thể vi khuẩn khác.
Một giả định phổ biến là các gene kháng thuốc lan truyền chủ yếu khi chúng ta sử dụng kháng sinh và vẫn tin rằng chỉ trong trường hợp sử dụng kháng sinh thực sự thì vi khuẩn kháng thuốc mới có lợi thế hơn các vi khuẩn khác. Trong môi trường không có kháng sinh, vi khuẩn kháng thuốc không có lợi thế. Vì vậy, các chuyên gia y tế lo ngại về việc sử dụng quá nhiều kháng sinh và kêu gọi hạn chế trong việc sử dụng chúng.
Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu do các nhà khoa học từ ETH Zurich và Đại học Basel dẫn đầu đã phát hiện ra một cơ chế bổ sung mới, chưa từng được biết đến trước đây, đó là, lây lan sự kháng thuốc ở vi khuẩn đường ruột độc lập với việc sử dụng kháng sinh.
Médéric Diard, hiện là giáo sư tại Đại học Basel cho biết: “Nếu chúng ta muốn kiểm soát sự lây lan của các gene kháng thuốc, chúng ta phải bắt đầu với chính các vi sinh vật kháng thuốc và ngăn chặn chúng lây lan qua các biện pháp vệ sinh hoặc tiêm chủng hiệu quả hơn.”
Salmonella đang đứng trước tình trạng kháng kháng sinh.
Cơ chế kháng thuốc kết hợp
Từ lâu, các nhà khoa học đã biết rằng, giống như vi khuẩn mang gene kháng thuốc, các tế bào có thể sống sót khi điều trị bằng kháng sinh. Chúng rơi vào trạng thái tạm thời không hoạt động và có thể làm giảm quá trình trao đổi chất đến mức tối thiểu, điều này ngăn cản kháng sinh g.iết c.hết chúng.
Trong trường hợp Salmonella, loại vi khuẩn này trở nên im lìm khi chúng xâm nhập mô cơ thể trong ruột. Một khi chúng đã xâm chiếm mô, những con vi khuẩn có thể sống ở đó mà không bị phát hiện trong nhiều tháng trước khi thức dậy từ trạng thái không hoạt động.
Nếu các điều kiện có lợi cho sự sống sót của vi khuẩn, n.hiễm t.rùng có thể bùng phát trở lại. Trong Salmonella, có sự kết hợp của 2 cơ chế kháng thuốc là các tế bào cũng mang các phân tử DNA nhỏ (plasmid) có chứa gene kháng thuốc.
Phòng bệnh hơn chữa bệnh
Trong các thí nghiệm với chuột, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng Salmonella không hoạt động trong ruột có thể truyền gene kháng thuốc của chúng cho các vi khuẩn riêng lẻ khác cùng loài và thậm chí cho các loài khác, chẳng hạn như E. coli từ hệ thực vật đường ruột bình thường. Các thí nghiệm của họ cho thấy rằng các tế bào rất hiệu quả trong việc chia sẻ các gene kháng thuốc ngay khi chúng thức dậy từ trạng thái không hoạt động và gặp phải các vi khuẩn khác dễ bị chuyển gene.
“Bằng cách khai thác vi khuẩn vật chủ dai dẳng của chúng, các plasmid kháng thuốc có thể tồn tại trong một thời gian dài ở một vật chủ trước khi chuyển sang vi khuẩn khác. Điều này làm tăng tốc độ lây lan của chúng. Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là sự chuyển đổi này xảy ra bất kể là có kháng sinh hay không “, GS. Hardt giải thích.
Các nhà khoa học hiện muốn tiến hành nghiên cứu thêm trên chuột và trong vật nuôi thường xuyên bị nhiễm khuẩn Salmonella, chẳng hạn như lợn để điều tra xem liệu có thể kiểm soát sự lây lan của sức đề kháng trong quần thể vật nuôi bằng chế phẩm sinh học hay tiêm vắc-xin chống lại Salmonella.
Kết quả của nghiên cứu này một lần nữa làm cho chúng ta thấy được vai trò của việc phòng bệnh hơn chữa bệnh rất quan trọng. Để ngăn chăn sự lây lan của đại dịch kháng thuốc kháng sinh thì ngoài sử dụng kháng sinh hợp lý, chúng ta cần ý thức, ngăn chặn các căn bệnh n.hiễm t.rùng xảy ra ngay từ đầu, đừng để mọi việc trở nên quá muộn.
