Khai quật vi khuẩn cách ly 4 triệu năm từ lòng đất, nó bất ngờ kháng 7/10 loại kháng sinh hiện tại

Một phát hiện mới của các nhà khoa học Mỹ chỉ ra: Nhiều người có thể đang ngộ nhận nghiêm trọng trong cuộc chiến với siêu vi khuẩn kháng thuốc. Theo đó, vi khuẩn có thể tự phát triển khả năng kháng kháng sinh từ hàng triệu năm trước, khi nó chưa từng được tiếp xúc với bất kể loại thuốc nào của con người.

Bằng chứng là một nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học Akron, Ohio đã phát hiện ra một chủng siêu vi khuẩn nằm sâu 300 mét dưới lòng đất. Nó có khả năng kháng 70% thuốc kháng sinh của chúng ta hiện tại.

Điều đáng nói nằm ở chỗ, loài vi khuẩn thuộc chi Paenibacillus này đã tồn tại cách đây 4 triệu năm. Môi trường cô lập trong lòng đất chắc chắn khiến nó bị cách ly hoàn toàn với con người, xã hội và hàng trăm loại kháng sinh mà chúng ta mới phát triển từ khoảng giữa thế kỷ 20 trở lại đây.

Vi khuẩn Paenibacillus cổ đại bị cách ly trong lòng đất, nhưng bất ngờ nó kháng 7/10 loại kháng sinh

Vi khuẩn Paenibacillus cổ đại có thể làm bất hoạt một số loại thuốc kháng sinh mạnh nhất của y học hiện đại. Điều đó có nghĩa là vi khuẩn đã hình thành được cơ chế kháng thuốc từ hàng triệu năm trước. Chúng sở hữu khả năng này qua các “cuộc chiến” tranh giành chất dinh dưỡng với các chủng loài vi khuẩn khác.

Phát hiện mới mang tính phủ nhận với giả thuyết phổ biến hiện nay, cho rằng vi khuẩn chỉ phát triển khả năng kháng thuốc khi chúng ta lạm dụng kháng sinh quá nhiều trong đời sống.

Theo nhà vi sinh vật học Hazel Barton, đến từ Đại học Akron, Ohio, người mà đã phát hiện ra loài siêu vi khuẩn cổ đại, kết luận của nhóm nghiên cứu đã “thay đổi sự hiểu biết của chúng ta, bởi vì nó có nghĩa là kháng kháng sinh đã không tiến hóa trong các phòng khám, thông qua việc sử dụng kháng sinh”.

“Kháng kháng sinh là cơ chế bẩm sinh của vi khuẩn”, Tiến sĩ Barton nói.

Vị trí các nhà khoa học phát hiện loài vi khuẩn Paenibacillus cổ đại

Loài vi khuẩn có nguồn gốc 4 triệu năm được nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Barton phát hiện tại hang Lechuguilla, thuộc Vườn Quốc gia New Mexico. Lechuguilla là một hang động đá vôi sâu nhất trên lục địa Châu Mỹ. Với điểm thấp nhất cách mặt nước biển 497 mét, nó được đánh giá mà một trong những môi trường sinh tồn khắc nghiệt nhất trên Trái Đất.

Độ sâu khủng khiếp của Lechuguilla khiến môi trường trong lòng nó chưa từng nhận được ánh sáng Mặt Trời. Nước từ bề mặt thẩm thấu tới đáy hang cũng phải mất tới 10.000 năm.

Tất cả những điều kiện khắc nghiệt kể trên hạn chế nguồn thức ăn của vi khuẩn tồn tại trong đó. Tự nhiên đã dẫn đến một cuộc chiến vô cùng tàn khốc giữa các chủng loài vi khuẩn tồn tại bên cạnh nhau, chủ yếu để giành giật thức ăn, chất dinh dưỡng, nguồn sống của các loài khác.

Thông qua cuộc chiến sinh hóa ấy, sức đề kháng của tất cả các loài vi khuẩn đều được phát triển. “Đến 99.9% tất cả các loại kháng sinh mà chúng ta đang sử dụng ngày nay được lấy từ vi sinh vật, vi khuẩn và nấm”, Tiến sĩ Barton giải thích. Đó là lí do tại sao dù bị cách ly với thế giới văn minh, một vi khuẩn hàng triệu năm tuổi vẫn có thể kháng lại thuốc của loài người khi được khai quật.

“Chúng đã không ngừng phóng các chất hóa học vào nhau”, Tiến sĩ Barton nói. Những chất hóa học ấy có thể trùng với kháng sinh mà chúng ta sử dụng bây giờ. Có thể nói rằng, tự nhiên đã giúp cho vi khuẩn có một cuộc tập trận hàng triệu năm, để tạo ra những chủng tinh nhuệ kháng thuốc như hiện tại.

“Nếu bạn sống trong một môi trường như vậy, bạn cũng sẽ phải có một cơ chế phòng thủ hoàn hảo”, Tiến sĩ Barton nói.

Lạm dụng thuốc chỉ tạo ra môi trường cho vi khuẩn kháng thuốc

Mẫu vi khuẩn 4 triệu năm tuổi, kháng hầu hết kháng sinh của con người được đưa lên từ lòng đất, nghe chừng có vẻ là một mối hiểm họa. Thế nhưng, các nhà khoa học nói rằng may mắn thay loài vi khuẩn cổ đại này không gây bệnh.

Trong trường hợp bất ngờ xảy ra, nó vẫn có thể bị tiêu diệt bởi một số loại kháng sinh do con người tự điều chế. “Vi khuẩn bên dưới hang động chưa bao giờ được tiếp xúc với những loại kháng sinh đó”, Tiến sĩ Barton cho biết. “Bởi vậy, chúng vẫn sẽ vẫn còn nhạy cảm”.

Nhóm nghiên cứu cũng giải thích rằng: Ngược với những gì mọi người lo sợ khi nghe về công việc họ đang làm, loài vi khuẩn này có thể giúp con người phát triển những phương pháp mới để chống lại vi khuẩn kháng thuốc.

Ví dụ như cơ chế kháng thuốc của vi khuẩn này có thể lại là nguồn gốc của một loại kháng sinh mới với chủng vi khuẩn khác. “Mọi người thường kêu trời “Ôi không, nó là một siêu vi khuẩn!”, Tiến sĩ Barton nói. “Nhưng tôi thích gọi nó là một vi khuẩn siêu anh hùng hơn”.

Điều gì đã gây ra kháng kháng sinh?

Kháng sinh là những chất có tác dụng tiêu diệt hoặc cản trở sự phát triển của vi sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn. Nhưng không phải tất cả các vi sinh vật đều nhạy cảm để bị tiêu diệt bởi thuốc kháng sinh. Điều này được định nghĩa là kháng kháng sinh.

Loài vi sinh vật, vi khuẩn đó được gọi là siêu vi khuẩn kháng thuốc. Chúng tiếp tục sinh sôi và phát triển thành quần thể ngay cả khi thuốc kháng sinh có mặt.

Có một số con đường nhất định mà vi khuẩn có thể phát triển để kháng kháng sinh:

Một số vi khuẩn tiêu diệt thuốc kháng sinh bằng cách tiết ra enzyme chống lại nó. Một số khác ngăn chặn kháng sinh không cho chúng lọt vào tế bào. Chúng cũng có thể bơm kháng sinh trở lại bên ngoài, trước khi phân tử thuốc của chúng ta kịp tàn phá môi trường nội bào bên trong vi khuẩn.

Vi khuẩn có thể tự nó sở hữu cơ chế kháng kháng sinh tự nhiên, ví dụ như chủng Paenibacillus trong nghiên cứu mới kể trên. Chúng cũng có thể lan truyền các vật chất di truyền có khả năng kháng thuốc, ví dụ như các vòng DNA gọi là plasmid sẽ mang gen kháng thuốc từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác.

Một khi kháng sinh được phát hành trong môi trường, có thể là cơ thể con người, động vật, hay thậm chí là trong trường hợp của các chất diệt khuẩn ngoài môi trường tự nhiên, chúng sẽ chỉ giết chết được một phần vi khuẩn nhạy thuốc.

Vi khuẩn kháng kháng sinh sống sót, chúng sẽ tiếp tục tồn tại và nhân lên, phát triển thành quần thể và tiếp tục lây lan theo cơ chế chọn lọc tự nhiên.

Trong bối cảnh kháng sinh bị lạm dụng quá nhiều trong y tế, nông nghiệp, cho con người và cả động vật, áp lực chọn lọc tự nhiên sẽ ngày càng sản sinh ra nhiều chủng vi khuẩn siêu kháng thuốc nguy hiểm.

Thế nhưng, cũng như phát hiện mới đã chỉ ra, kháng sinh không gây kháng. Đúng hơn, nó chỉ gián tiếp tạo ra môi trường ủng hộ sự phát triển của siêu vi khuẩn.

Bởi vậy, nếu con người sử dụng kháng sinh một cách hợp lý và không lạm dụng, chúng ta hoàn toàn có thể cải tạo lại môi trường ấy, giảm thiểu đáng kể tốc độ phát triển kháng thuốc của vi khuẩn.