Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại kháng sinh từ vi khuẩn sống trong đất cát ở Vùng Bắc Carolina. Do nó hoạt động hoàn toàn khác biệt so với những loại kháng sinh khác trước đó, cho nên clovibactin có thể giúp lật ngược tình thế trong cuộc chiến chống lại các siêu vi khuẩn kháng lại các loại thuốc hiện nay.

Khi phát triển loại kháng sinh này, các nhà nghiên cứu từ Đức và Hoa Kỳ đã sử dụng một loại thiết bị có tên iCHip, cho phép các nhà khoa học nuôi cấy vi khuẩn được coi là "vật chất tối của vi khuẩn" và không thể phát triển trong phòng thí nghiệm. iCHip được phát triển bởi một công ty khởi nghiệp nhỏ có tên NovoBiotic Pharmaceuticals và nhà vi trùng học Kim Lewis, Đại học Northeastern ở Boston.

Thiết bị này đã giúp các nhà nghiên cứu tìm ra clovibactin, một loại kháng sinh được sản xuất nhờ các vi khuẩn đất được tìm thấy ở Vùng Bắc Carolina có tên là phân loài Eleftheria terrae carolina. Những vi khuẩn này tạo ra clovibactin để tấn công và do đó giúp chúng đánh bại các vi khuẩn khác.

Đồng tác giả nghiên cứu Markus Weingarth, nhà nghiên cứu thuộc Khoa Hóa học của Đại học Utrecht cho biết: “Clovibactin hoàn toàn khác bởi vì Clovibactin được phân lập từ vi khuẩn mà trước đây không thể nuôi cấy nên vi khuẩn gây bệnh chưa từng biết loại kháng sinh nào như vậy trước đây nên không có thời gian để phát triển khả năng kháng thuốc".

Sau khi phát hiện ra loại kháng sinh này, các nhà nghiên cứu đã bắt tay vào tìm hiểu xem nó hoạt động như thế nào. Họ phát hiện ra rằng cơ chế tiêu diệt của nó khác với cơ chế tiêu diệt của các loại kháng sinh hiện nay. Về cơ bản, nó tạo thành một cái lồng bao quanh ba phân tử tiền thân khác nhau mà vi khuẩn xâm nhập sử dụng để xây dựng thành tế bào của chúng. Trên thực tế, cái tên "clovibactin" xuất phát từ "klovi", từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là cái lồng vì phương pháp hoạt động mới lạ của nó.

Trong khi một số loại kháng sinh hiện nay cũng hoạt động bằng cách phá hủy thành tế bào vi khuẩn, thì clovibactin lại độc đáo ở cách khóa các phân tử pyrophosphate.

Weingarth cho biết: “Clovibactin quấn quanh pyrophosphate giống như một chiếc găng tay giữ chặt. Giống như một cái lồng bao quanh mục tiêu của nó. Vì Clovibactin chỉ liên kết với phần bất biến nên vi khuẩn sẽ gặp khó khăn hơn nhiều trong việc phát triển bất kỳ khả năng kháng cự nào đối với nó. Trên thực tế, chúng tôi không quan sát thấy bất kỳ sự kháng thuốc nào đối với Clovibactin trong các nghiên cứu của mình".

Khi kháng sinh bám vào vi khuẩn có hại, nó sẽ phóng ra các sợi liên kết và tiêu diệt vi khuẩn. Nó cũng khiến vi khuẩn giải phóng các enzyme autolysin khiến chúng tự sát nhiều hơn bằng cách hòa tan thành tế bào của chính chúng.

Đồng tác giả nghiên cứu Tanja Schneider từ Đại học Bonn ở Đức cho biết: “Cơ chế tấn công đa mục tiêu của clovibactin ngăn chặn sự tổng hợp thành tế bào vi khuẩn đồng thời ở các vị trí khác nhau. Điều này cải thiện hoạt động của thuốc và tăng đáng kể khả năng phát triển kháng thuốc".

Trong các nghiên cứu trên chuột, clovibactin có hiệu quả trong việc chống lại nhiều loại mầm bệnh và dường như đặc biệt thành công trong việc chống lại vi khuẩn gram dương - vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện thông thường bao gồm MRSA, tụ cầu khuẩn và liên cầu khuẩn cũng như những kẻ xâm lược khác gây ra một loạt bệnh trong đó có bệnh lao.

Nhóm nghiên cứu hiện có kế hoạch tìm kiếm cách tận dụng hiệu quả clovibactin và cho biết sẽ mất một thời gian trước khi loại kháng sinh này được phổ biến rộng rãi dưới dạng thuốc, vì nó sẽ phải trải qua quá trình thử nghiệm và phê duyệt lâm sang.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Cell gần đây.

P.T.T (NASATI), theo https://newatlas.com/medical/vi khuẩn-dark-matter-antibiotic/, 23/8/2023