MỤC LỤC BÀI VIẾT
Kháng sinh và vi khuẩn kháng kháng sinh: Cuộc chạy đua “vũ trang” bất tận
Tổng Quan Về Kháng Kháng Sinh
Sự ra đời của kháng sinh được coi là một trong những thành tựu vĩ đại nhất của y học trong thế kỷ XX. Chúng đã giảm đáng kể tỷ lệ mắc bệnh và tử vong do nhiễm trùng vi khuẩn, mở ra một kỷ nguyên mới trong điều trị các bệnh truyền nhiễm. Tuy nhiên, việc sử dụng lạm dụng các loại thuốc này đã dẫn đến sự gia tăng đáng báo động của tình trạng kháng kháng sinh, một vấn đề sức khỏe toàn cầu. Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đã công nhận sự gia tăng liên tục của tình trạng kháng kháng sinh, đi kèm với số lượng vi khuẩn kháng thuốc ngày càng tăng, như một mối đe dọa lớn đối với nhân loại. Tình trạng này không chỉ gây khó khăn cho việc điều trị các bệnh nhiễm trùng thông thường mà còn đe dọa làm suy yếu những tiến bộ y học đã đạt được trong nhiều thập kỷ qua.
Kháng sinh hoạt động như thế nào?
Kháng sinh tiêu diệt vi khuẩn bằng cách nhắm mục tiêu vào các quá trình thiết yếu của tế bào, bao gồm:
- Ức chế tổng hợp thành tế bào: Một số kháng sinh thuộc nhóm β-lactam (penicillin, cephalosporin, carbapenem, monobactam) và glycopeptide (vancomycin) can thiệp vào quá trình tổng hợp peptidoglycan, một thành phần cấu trúc chính của thành tế bào vi khuẩn.
- Phá vỡ tính toàn vẹn của màng tế bào: Các kháng sinh khác như daptomycin và polymyxin, phá vỡ cấu trúc màng tế bào vi khuẩn, gây chết tế bào.
- Ức chế tổng hợp axit nucleic: Quinolone và rifamycin nhắm mục tiêu đến các enzyme liên quan đến sao chép DNA (DNA gyrase và topoisomerase IV) và phiên mã RNA (RNA polymerase).
- Ức chế tổng hợp protein: Tetracycline, aminoglycoside, macrolide và oxazolidinone can thiệp vào quá trình tổng hợp protein bằng cách liên kết với ribosome vi khuẩn và ức chế dịch mã.
- Can thiệp vào các con đường trao đổi chất: Sulfonamide và trimethoprim ức chế tổng hợp axit folic, một coenzym thiết yếu cho nhiều quá trình trao đổi chất quan trọng ở vi khuẩn.
Sự chống trả của vi khuẩn
Vi khuẩn đã phát triển nhiều cơ chế phức tạp để chống lại tác dụng của kháng sinh, bao gồm:
- Thay đổi vị trí mục tiêu của thuốc: Vi khuẩn có thể thay đổi cấu trúc của các phân tử mục tiêu mà kháng sinh liên kết vào, làm giảm ái lực của thuốc và làm cho nó kém hiệu quả hơn. Ví dụ, một số vi khuẩn kháng β-lactam bằng cách sản xuất các protein gắn penicillin (PBP) có ái lực thấp hơn với thuốc.
- Giảm tính thấm của tế bào: Vi khuẩn có thể giảm lượng kháng sinh có thể xâm nhập vào tế bào bằng cách giảm số lượng hoặc thay đổi cấu trúc của porin, các protein kênh trong màng ngoài của chúng.
- Bất hoạt kháng sinh: Vi khuẩn có thể sản xuất các enzyme phá vỡ hoặc sửa đổi các phân tử kháng sinh, làm cho chúng không hoạt động. Ví dụ, nhiều vi khuẩn kháng β-lactam bằng cách sản xuất β-lactamase, các enzyme phá vỡ vòng β-lactam quan trọng đối với hoạt động của thuốc.
- Bơm đẩy: Vi khuẩn có thể sử dụng bơm đẩy để tích cực bơm kháng sinh ra khỏi tế bào, làm giảm nồng độ của thuốc bên trong tế bào.
- Các cơ chế khác: Các cơ chế kháng thuốc khác bao gồm hình thành biofilm (cộng đồng vi khuẩn được bao bọc trong chất nền ngoại bào), sửa chữa DNA và các đột biến làm thay đổi các con đường trao đổi chất.
Các Chiến Lược Để Tăng Cường Hiệu Quả Của Kháng Sinh
Do sự gia tăng của tình trạng kháng kháng sinh, nhu cầu cấp thiết phải phát triển các chiến lược mới để tăng cường hiệu quả của kháng sinh hiện có. Các phương pháp dựa trên công nghệ nano đầy hứa hẹn đang nổi lên để giải quyết thách thức này. Các phương pháp này bao gồm:
- Vận chuyển thuốc có mục tiêu: Các hạt nano (NPs) có thể được thiết kế để vận chuyển thuốc trực tiếp đến vị trí nhiễm trùng, tăng nồng độ của thuốc tại vị trí mục tiêu và giảm thiểu tác dụng phụ.
- Phá vỡ màng tế bào vi khuẩn: Các phân tử nano (MNM) là các phân tử hữu cơ tổng hợp có thể phá vỡ màng tế bào vi khuẩn bằng chuyển động quay nhanh của chúng. Điều này làm tăng tính thấm của màng và cho phép kháng sinh xâm nhập vào tế bào dễ dàng hơn.
- Tăng cường tác dụng kháng khuẩn: Các NP như hạt nano bạc (AgNP) có thể tác dụng hiệp đồng với kháng sinh để tăng cường hoạt tính kháng khuẩn của chúng.
Ngoài ra, có thể kể đến một số phương pháp khác như: Điều chỉnh sự trao đổi chất của vi khuẩn, liệu pháp thực khuẩn, điều chỉnh hệ vi sinh vật hay sử dụng vaccine. Đây là các phương pháp đầy hứa hẹn để ngăn ngừa nhiễm trùng vi khuẩn và giảm nhu cầu sử dụng kháng sinh, do đó làm chậm sự phát triển của tình trạng kháng thuốc.
Kết Luận
Tình trạng kháng kháng sinh là một thách thức lớn với sức khỏe cộng đồng và đòi hỏi một cách tiếp cận đa diện. Mặc dù không có giải pháp duy nhất nào cho cuộc khủng hoảng này, nhưng sự kết hợp giữa các chiến lược, bao gồm sử dụng kháng sinh hợp lý, phát triển các chất kháng khuẩn mới và khám phá các phương pháp điều trị thay thế, là rất quan trọng để chống lại sự lây lan của vi khuẩn kháng thuốc và bảo vệ hiệu quả của kháng sinh. Hơn nữa, cần có sự hợp tác toàn cầu giữa các chính phủ, các tổ chức y tế và các nhà nghiên cứu để giải quyết vấn đề cấp bách này một cách hiệu quả.
Tài liệu tham khảo: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36982857/
LOBI Vietnam là công ty tiên phong trong lĩnh vực Đọc trình tự gen thế hệ mới NGS (Next Generation Sequencing) và Phân tích Tin sinh học. Liên hệ hotline/Zalo 092.510.8899 để biết thêm chi tiết.
