Liệu pháp tiêu diệt vi khuẩn siêu độc Klebsiella pneumoniae

Nhà nghiên cứu Renee Fleeman của Đại học Y khoa Central Florida đang thực hiện sứ mệnh tiêu diệt vi khuẩn kháng thuốc và nghiên cứu mới nhất của cô đã xác định được một liệu pháp có thể xâm nhập vào chất nhờn mà những bệnh nhiễm trùng đó sử dụng để bảo vệ bản thân khỏi thuốc kháng sinh.

Trong một nghiên cứu được công bố gần đây trên tạp chí Cell Reports Physical Scienc e, Fleeman đã chỉ ra rằng một peptide kháng khuẩn từ bò có khả năng điều trị các bệnh nhiễm trùng nan y do vi khuẩn Klebsiella pneumoniae gây ra . Vi khuẩn thường được tìm thấy trong ruột và thường vô hại. Nó trở thành mối nguy hiểm cho sức khỏe khi xâm nhập vào các bộ phận khác của cơ thể và có thể gây viêm phổi, nhiễm trùng đường tiết niệu và vết thương. Những người có nguy cơ cao nhất bao gồm người cao tuổi và bệnh nhân mắc các vấn đề sức khỏe khác như tiểu đường, ung thư, suy thận và bệnh gan. Tuy nhiên, những người trẻ tuổi và những người không có vấn đề sức khỏe khác có thể bị nhiễm trùng đường tiết niệu và vết thương do vi khuẩn mà các loại kháng sinh hiện nay không thể điều trị được.

CDC báo cáo rằng vi khuẩn kháng kháng sinh là mối đe dọa sức khỏe toàn cầu ngày càng tăng. Một nghiên cứu năm 2019 cho thấy gần 5 triệu người chết trên toàn thế giới trong năm đó do nhiễm trùng kháng thuốc. Phần lớn số ca tử vong đó là do K. pneumoniae vì loại bệnh này có tỷ lệ tử vong 50% nếu không điều trị bằng kháng sinh.

Những vi khuẩn này có khả năng kháng thuốc cao hơn khi chúng sống trong màng sinh học - các vi sinh vật dính vào nhau và được nhúng trong chất nhờn bảo vệ. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng 60-80% số ca nhiễm trùng có liên quan đến màng sinh học vi khuẩn, làm tăng khả năng kháng thuốc của chúng.

Fleeman nói: “Nó giống như một chiếc áo khoác mà vi khuẩn bao bọc xung quanh nó”.

Nghiên cứu của cô đang xem xét các cách để loại bỏ lớp áo bảo vệ và phơi bày vi khuẩn để nó có thể bị tiêu diệt bởi hệ thống miễn dịch của cơ thể hoặc các loại kháng sinh hiện không thể đi qua màng sinh học. Thông qua nghiên cứu đó, Fleeman đã phát hiện ra cách các peptide do bò tạo ra có thể nhanh chóng tiêu diệt K. pneumoniae .

Cô xác định rằng các peptide tương tác với các kết nối đường để giữ cho chất nhờn nguyên vẹn. Cô ví quá trình này giống như việc cắt một hàng rào có dây xích. Khi nhiều chuỗi bị cắt, tính toàn vẹn của cấu trúc chất nhờn bị phá hủy và peptide có thể xâm nhập và tiêu diệt vi khuẩn không còn được bảo vệ.

Fleeman cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy peptide polyproline có thể xâm nhập và bắt đầu phá vỡ hàng rào chất nhờn chỉ trong một giờ sau khi điều trị”.

Peptide còn có một ưu điểm khác - một khi phá vỡ được hàng rào chất nhờn bảo vệ, các thử nghiệm cho thấy nó tiêu diệt vi khuẩn tốt hơn so với thuốc kháng sinh được sử dụng như phương sách cuối cùng để điều trị các bệnh nhiễm trùng nan y. Peptide tiêu diệt vi khuẩn bằng cách đục lỗ trên màng tế bào của chúng, khiến vi khuẩn chết nhanh chóng so với các loại kháng sinh khác có tác dụng ức chế sự phát triển từ bên trong tế bào.

Peptide này cũng có thể được sử dụng như một phương pháp điều trị tại chỗ cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, đặc biệt là trong quân đội, để điều trị các vết thương hở trên thực địa. Fleeman nói: “Vi khuẩn phân chia cứ sau 30 phút, vì vậy bạn phải hành động nhanh chóng”.

Giai đoạn tiếp theo trong nghiên cứu của cô sẽ tìm hiểu cơ chế sinh học đằng sau hiệu quả của peptide và liệu sự kết hợp của các loại thuốc khác có hỗ trợ cho ứng dụng của nó hay không.

Nghiên cứu của cô được tài trợ thông qua khoản tài trợ Pathway to Independence R00 kéo dài ba năm của Viện Y tế Quốc gia và đang ở năm thứ hai. Nghiên cứu của cô ban đầu bắt đầu với giải thưởng K99 tại Đại học Texas ở Austin, nơi cô làm việc trước khi gia nhập UCF vào tháng 9 năm 2022.

Fleeman cho biết nghiên cứu về các bệnh nhiễm trùng kháng thuốc phải được tiếp tục vì chúng gây ra mối đe dọa cho sức khỏe.

Bà nói: “Người ta ước tính rằng đến năm 2050, nhiễm trùng do vi khuẩn kháng kháng sinh sẽ là nguyên nhân số một gây tử vong ở người”. "Công việc của chúng tôi tập trung vào việc chuẩn bị cho cuộc chiến thời kỳ hậu kháng sinh này, nơi mà các loại kháng sinh thông thường mà chúng ta sử dụng sẽ không còn hiệu quả, gây nguy hiểm cho liệu pháp điều trị ung thư, cấy ghép nội tạng và bất kỳ tiến bộ y học hiện đại nào dựa vào các liệu pháp kháng sinh hiệu quả."

Nguồn Đại học Trung tâm Florida