Nhóm kháng sinh mới có hoạt tính chống lại nhiều loại vi khuẩn

Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã tuyên bố AMR là một trong 10 mối đe dọa sức khỏe cộng đồng toàn cầu chống lại loài người. Người ta ước tính rằng vào năm 2050, các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc kháng sinh có thể cướp đi sinh mạng của 10 triệu người mỗi năm và tạo ra gánh nặng tích lũy khoảng 100 nghìn tỷ đô la cho nền kinh tế toàn cầu. Danh sách các vi khuẩn kháng thuốc điều trị với tất cả các lựa chọn kháng sinh hiện có đang ngày càng gia tăng và chỉ có một số ít loại thuốc mới đang được sản xuất, tạo ra nhu cầu bức thiết về các loại kháng sinh mới để ngăn chặn  tình trạng khủng hoảng kháng thuốc toàn cầu.

PGS.TS. Farokh Dotiwala, trung tâm Vaccine & Liệu pháp miễn dịch, cho biết: “Chúng tôi đã thực hiện một chiến lược kép sáng tạo để phát triển các phân tử mới có thể tiêu diệt các bệnh nhiễm trùng khó điều trị đồng thời tăng cường phản ứng miễn dịch tự nhiên của vật chủ. Ông cũng là người đứng đầu trong nỗ lực xác định một thế hệ kháng sinh mới được đặt tên là kháng sinh miễn dịch tác dụng kép (DAIA).

Các loại thuốc kháng sinh hiện có nhắm vào các chức năng cần thiết của vi khuẩn, bao gồm tổng hợp axit nucleic, protein, màng tế bào và các quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên, vi khuẩn có thể kháng thuốc bằng cách làm biến đổi mục tiêu mà kháng sinh hướng tới, làm bất hoạt thuốc hoặc bơm tống thuốc ra ngoài. Dotiwala cho biết: “Chúng tôi cho rằng rằng việc kích hoạt hệ thống miễn dịch để tấn công đồng thời vi khuẩn trên hai phương diện  khác nhau sẽ khiến vi khuẩn  khó  đề kháng thuốc hơn.”

Ông và các đồng nghiệp đã tập trung vào một quá trình trao đổi chất cần thiết cho hầu hết các vi khuẩn nhưng không có ở người, khiến nó trở thành mục tiêu lý tưởng cho sự phát triển của kháng sinh. Quá trình này, được gọi là methyl-D-erythritol phosphate (MEP) hoặc quá trình non- mevalonate, chịu trách nhiệm sinh tổng hợp isoprenoids – các phân tử cần thiết cho sự tồn tại của tế bào ở hầu hết các vi khuẩn gây bệnh. Nhóm nghiên cứu nhắm đến enzym IspH, một enzym thiết yếu trong sinh tổng hợp isoprenoid, như một cách để ngăn chặn con đường sinh tổng hợp isoprenoid và có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn. Với sự hiện diện rộng rãi của IspH trong thế giới vi khuẩn, cách tiếp cận này có thể nhắm mục tiêu đến nhiều loại vi khuẩn khác nhau. Do các chất ức chế IspH có sẵn trước đây không thể xâm nhập vào thành tế bào vi khuẩn, Dotiwala đã hợp tác với GS.TS Joseph Salvino, Trung tâm Ung thư Viện Wistar, để xác định và tổng hợp các chất ức chế IspH mới có thể xâm nhập vào bên trong vi khuẩn.

Nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng các chất ức chế IspH tác dụng kích thích hệ thống miễn dịch với hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn mạnh hơn và đặc hiệu hơn so với các kháng sinh tốt nhất hiện nay khi thử nghiệm in vitro trên các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh được phân lập lâm sàng, bao gồm một loạt các vi khuẩn gram âm và  vi khuẩn gram dương. Trong các mô hình tiền lâm sàng về nhiễm vi khuẩn gram âm, tác dụng diệt khuẩn của các chất ức chế IspH vượt trội hơn so với các kháng sinh truyền thống. Tất cả các hợp chất được thử nghiệm được chứng minh là không độc hại đối với tế bào của con người.

Dotiwala nhấn mạnh: “Chúng tôi tin rằng chiến lược sáng tạo này của DAIA có thể tạo ra  một bước ngoặt tiềm năng trong cuộc chiến chống lại AMR của thế giới, tạo ra sức mạnh tổng hợp giữa khả năng tiêu diệt trực tiếp của thuốc kháng sinh và sức mạnh tự nhiên của hệ thống miễn dịch.

Biên dịch:

Nguyễn Văn Long

TS. Nguyễn Thị Thanh Vân

Tài liệu tham khảo:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201223125759.htm

Kumar Sachin Singh, Rishabh Sharma, Poli Adi Narayana Reddy, Prashanthi Vonteddu, Madeline Good, Anjana Sundarrajan, Hyeree Choi, Kar Muthumani, Andrew Kossenkov, Aaron R. Goldman, Hsin-Yao Tang, Maxim Totrov, Joel Cassel, Maureen E. Murphy, Rajasekharan Somasundaram, Meenhard Herlyn, Joseph M. Salvino, Farokh Dotiwala. IspH inhibitors kill Gram-negative bacteria and mobilize immune clearance. Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-03074-x