Nhóm kháng sinh mới chống lại nhiều loại vi khuẩn, theo Viện Wistar

Thuốc kháng sinh miễn dịch tác dụng kép ngăn chặn đường sống thiết yếu ở vi khuẩn và kích hoạt phản ứng miễn dịch thích ứng.

Các nhà khoa học của Viện Wistar đã phát hiện ra một nhóm hợp chất mới kết hợp độc đáo việc tiêu diệt kháng sinh trực tiếp các mầm bệnh vi khuẩn kháng thuốc với một phản ứng miễn dịch nhanh chóng cùng lúc để chống lại sự kháng thuốc (AMR). Phát hiện này đã được công bố hôm nay trên tạp chí Nature.

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 đến 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 100 nghìn tỷ đô la cho nền kinh tế toàn cầu. Danh sách các vi khuẩn đang trở nên kháng thuốc với tất cả các loại kháng sinh hiện có đang ngày càng gia tăng và một số loại thuốc mới đang được sản xuất, tạo ra nhu cầu bức thiết về các loại kháng sinh mới để ngăn chặn khủng hoảng sức khỏe cộng đồng.

Farokh Dotiwala, M.B.B.S, Ph.D., trợ lý giáo sư của Trung tâm Tiêm chủng & Miễn dịch và là tác giả chính của nỗ lực xác định một thế hệ kháng sinh mới có tên là kháng sinh miễn dịch tác dụng kép (DAIA), 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.”

Các loại thuốc kháng sinh hiện tại nhắm vào các hoạt động chức năng chủ yếu của vi khuẩn, bao gồm tổng hợp axit nucleic và protein, xây dựng màng tế bào và các con đường trao đổi chất. Tuy nhiên, vi khuẩn có thể kháng thuốc bằng cách làm biến đổi mục tiêu vi khuẩn mà kháng sinh hướng tới, làm bất hoạt thuốc hoặc thải thuốc ra ngoài.

Dotiwala nói: “Chúng tôi lý luận rằng việc khai thác hệ thống miễn dịch để tấn công đồng thời vi khuẩn trên hai mặt khác nhau khiến chúng khó phát triển sức đề kháng.”

Ông và các đồng nghiệp tập trung vào một con đường trao đổi chất chủ yếu 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. Con đường này, được gọi là methyl-D-erythritol phosphate (MEP) hoặc con đường không 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. Phòng thí nghiệm đã nhắm mục tiêu đến enzym IspH, một enzym thiết yếu trong quá trình sinh tổng hợp isoprenoid, như một cách để ngăn chặn con đường này và tiêu diệt vi khuẩn. Do sự hiện diện rộng rãi của IspH trong thế giới vi khuẩn, phương pháp này có thể nhắm mục tiêu đến nhiều loại vi khuẩn khác nhau.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình máy tính để sàng lọc hàng triệu hợp chất có sẵn trên thị trường về khả năng liên kết với enzyme và chọn những hợp chất mạnh nhất ức chế chức năng IspH làm điểm khởi đầu cho việc nghiên cứu thuốc.

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 nhà hóa dược học Joseph Salvino của Wistar, giáo sư tại Trung tâm Ung thư Viện Wistar và là đồng tác giả của nghiên cứu, để xác định và tổng hợp các phân tử 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 kích thích hệ thống miễn dịch với hoạt tính tiêu diệt vi khuẩn mạnh hơn và đặc hiệu hơn các kháng sinh tốt nhất hiện nay khi thử nghiệm in vitro trên các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh phân lập lâm sàng, bao gồm một loạt các vi khuẩn gram âm và vi khuẩn gram dương gây bệnh. 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 đã được chứng minh là không độc hại đối với tế bào của con người.

“Kích hoạt miễn dịch đại diện cho dòng tấn công thứ hai của chiến lược DAIA”, Kumar Singh, Ph.D, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm Dotiwala và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết.

Dotiwala nhấn mạnh: “Chúng tôi tin rằng chiến lược DAIA sáng tạo này có thể đại diện cho 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.”

Đồng tác giả: Rishabh Sharma, Poli Adi Narayana Reddy, Prashanthi Vonteddu, Madeline Good, Anjana Sundarrajan, Hyeree Choi, Kar Muthumani, Andrew Kossenkov, Aaron R. Goldman, Hsin-Yao Tang, Joel Cassel, Maureen E. Murphy, Rajasekharan Somasundaram , và Meenhard Herlyn từ Wistar; và Maxim Totrov từ Molsoft LLC.

Công việc được hỗ trợ bởi: Quỹ G. Harold và Leila Y. Mathers, quỹ từ Chương trình Nâng cao Nghiên cứu Phổ quát Khối thịnh vượng chung (CURE) và Quỹ Khám phá Khoa học Wistar; Quỹ từ thiện Pew đã hỗ trợ Farokh Dotiwala với khoản tài trợ tuyển dụng của Viện Wistar; Hỗ trợ bổ sung được cung cấp bởi Quỹ Nghiên cứu Y tế Adelson và Bộ Quốc phòng. Hỗ trợ cho các cơ sở của Viện Wistar được cung cấp bởi Trợ cấp Hỗ trợ Trung tâm Ung thư P30.

Nguồn thông tin:

Tư liệu được cung cấp bởi The Wistar Institute.

Tài liệu tham khảo:

1. IspH inhibitors kill Gram-negative bacteria and mobilize immune clearance.

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.  Nature, 2020;

DOI: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03074-x

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

Tác giả: Roxie Dương

Hiệu đính: Dương Ngọc

Bài viết được dịch thuật và biên tập bởi CLB Nội tiết trẻ trên DEMACVN.COM – vui lòng không reup khi chưa được cho phép!