royalstockphoto / Shutterstock
Kháng kháng sinh đang lan nhanh trên toàn thế giới. Khi vi khuẩn truyền nhiễm đột biến theo một cách nhất định và sau đó nhân lên, chúng có thể trở nên kháng với cả những loại thuốc mạnh nhất. Nhưng nghiên cứu đã tiết lộ một cách thay thế đáng lo ngại là tình trạng kháng kháng sinh có thể lây lan: một sinh vật truyền kháng thuốc của nó cho các vi khuẩn sống khác.
Vào tháng 6 2012, một người đàn ông tuổi 35 từ São Paulo thấy mình đang ở trong bệnh viện với vô số vấn đề. Bên cạnh chẩn đoán ung thư da, anh được cho biết có một bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn có khả năng gây tử vong. Các bác sĩ đã đặt anh ta vào một đợt hóa trị và kháng sinh, và phương pháp điều trị diệt vi khuẩn dường như thực hiện công việc của nó. Nhưng trong vòng một tháng, cơn sốt do vi khuẩn đã quay trở lại.
Bệnh nhân đã ký hợp đồng MRSA tuyệt vời nổi tiếng (kháng methicillin Staphylococcus aureus). Vì vậy, đội ngũ y tế đã chuyển sang một trong những dòng kháng sinh phòng thủ cuối cùng, hợp chất mạnh mẽ vancomycin. Chủng MRSA này ban đầu không có khả năng phòng vệ tự nhiên chống lại vancomycin, nhưng đến tháng 8 năm đó, nó đã trở nên kháng thuốc, khiến việc điều trị không hiệu quả.
Các nhà khoa học sẽ sau đó phát hiện ra thay vì có được sự kháng thuốc thông qua một đột biến đơn giản, thay vào đó, MRSA đã được tặng một khối lượng lớn DNA mới. Trong chuỗi mã di truyền được tặng này là các hướng dẫn về protein sẽ giữ cho vi khuẩn an toàn khỏi công việc phá hủy của kháng sinh. MRSA đã được xử lý một chiến thắng, nhưng DNA này đến từ đâu?
đăng ký hạng mục thi Enterococcus faecalis. Lỗi này thường được mô tả là một loại vi khuẩn commensal (một trong những vi khuẩn tốt nhất của chúng tôi), sống hạnh phúc trong ruột của chúng tôi không gây hại. Vùng tiêu hóa của chúng ta là một tổ ong của hoạt động vi sinh vật, lưu trữ các sinh vật đơn bào trong hàng nghìn tỷ đồng của chúng. Microbiome được gọi là cực kỳ quan trọng để duy trì con người khỏe mạnh, nhưng cũng giúp ngăn chặn mặt nham hiểm của bọ như faecalis.
Khi bệnh nhân có hệ thống miễn dịch suy yếu trải qua điều trị bằng kháng sinh, khía cạnh không mong muốn này có thể phát triển mạnh. Khi chúng ta được cho dùng kháng sinh, chúng quét sạch bừa bãi tất cả các vi khuẩn không có khả năng phòng vệ tự nhiên, đôi khi làm sạch hệ vi sinh vật đường ruột của nhiều cư dân thân thiện của nó. Nhưng phân là trang bị nội tại với kho vũ khí của các cơ chế kháng tự nhiên trong DNA của nó, thường cho phép nó tồn tại.
Không có hàng xóm áp bức xung quanh hoặc hệ thống miễn dịch có thể kiểm soát chúng, faecalis và các đồng nghiệp kháng thuốc của nó sinh sôi nảy nở, chia rẽ hạnh phúc để chuyển đến bất động sản mới có sẵn của ruột. Và không lâu sau, họ tiếp xúc gần gũi với những người hàng xóm kháng bệnh và có khả năng gây bệnh.
Trao đổi thông tin
Khi con người đến với nhau, chúng ta thường trao đổi ý tưởng thông qua ngôn ngữ. Nhưng khi vi khuẩn kết hợp với nhau, chúng có thể trao đổi thông tin thông qua các hướng dẫn được mã hóa DNA. Điều này được gọi là chuyển gen ngang, nơi các bản sao DNA di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác. Không may, E. phân và đồng bào tuyệt vời của nó có tất cả thông tin tốt nhất để chia sẻ, thông tin cho phép họ sống sót kháng sinh.
Nhưng faecalis đã tiến thêm một bước trên hành trình tiến hóa của nó, trở thành một trong những người buôn bán kháng kháng sinh cuối cùng. Một cơ chế bảo vệ được vi khuẩn sử dụng để bảo vệ bản thân trước mã di truyền không mong muốn là hệ thống CRISPR-cas9, mà các nhà khoa học hiện đang sử dụng như một cách chỉnh sửa DNA. Hệ thống này có nguồn gốc là một phương tiện để vi khuẩn cắt DNA virus và mã di truyền nguy hiểm tiềm tàng khác thành từng mảnh trước khi nó gây hại cho chúng.
E. phân đã từng chứa chấp hệ thống CRISPR-cas9 quan trọng, nhưng thật đáng kinh ngạc, đã hy sinh cơ chế phòng thủ để tất cả các cách thức DNA có thể xâm nhập và tồn tại trong các bức tường của tế bào. Đây là một chiến lược đầy rủi ro nhưng cuối cùng đã được chứng minh là có giá trị, mở khóa các phương tiện để các faecalis có được, và sau đó truyền lại những kiến thức di truyền. Chính nhờ thiết kế trao đổi này mà faecalis ban tặng kháng vancomycin khi MRSA.
Kháng kháng sinh đe dọa khả năng điều trị nhiễm trùng nghiêm trọng của chúng tôi. Titikul B / Shutterstock
Kháng sinh thực hiện một vai trò quan trọng trong y học hiện đại. Chúng được sử dụng thường xuyên để điều trị bệnh truyền nhiễm, được sử dụng trước khi phẫu thuật và đã góp phần nâng cao tuổi thọ trung bình lên trung bình khoảng 20 năm trên toàn cầu. Điều này làm cho việc giải quyết kháng kháng sinh là một trong những vấn đề cấp bách nhất phải đối mặt với loài của chúng ta ngày nay. Tuy nhiên, trong các vi khuẩn như faecalis, các nhà khoa học đã phát hiện ra vi khuẩn thông đồng để leo thang mối nguy hiểm do kháng kháng sinh tiến hóa.
Điều này làm cho sự hiểu biết E. phân có tầm quan trọng tối cao. Tuy nhiên, phần lớn sức đề kháng tự nhiên, nội tại của vi khuẩn vẫn bị che giấu trong bí ẩn. Thật khó chịu, faecalis thường có một con át chủ bài khi bị thách thức bởi kháng sinh. Ví dụ, nếu chúng ta xóa một đoạn DNA tách rời, chúng ta thường thấy rằng faecalis có một phần DNA khác có thể thực hiện vai trò tương tự, cung cấp khả năng kháng kháng sinh bất kể. Tuy nhiên, chúng tôi chưa hoàn toàn hiểu những đoạn DNA nào có kế hoạch dự phòng di truyền và phần nào không.
Một đoạn DNA mà không có bất kỳ bản sao lưu nào sẽ tạo ra một mục tiêu thuốc lý tưởng. Và may mắn thay, chúng tôi có thể xác định những phần quan trọng này trong phòng thí nghiệm bằng cách xóa dần các đoạn DNA. Từng người một, mỗi lần xóa sẽ đưa chúng ta một bước gần hơn để xác định các phần chính của mã di truyền rất quan trọng đối với E. phân để tồn tại. Điều này khiến chúng tôi tự tin rằng chúng tôi sẽ sớm có thể xếp bộ bài theo hướng có lợi cho mầm bệnh cơ hội tiết kiệm này, và cuối cùng loại bỏ người chia bài khỏi trò chơi.
Về các tác giả
Sali Morris, Tiến sĩ, Đại học tắm và James S. Horton, Tiến sĩ, Đại học tắm
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Cơ thể ghi điểm: Bộ não và cơ thể trong quá trình chữa lành chấn thương
bởi Bessel van der Nikol
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chấn thương với sức khỏe thể chất và tinh thần, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để chữa lành và phục hồi.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hơi thở: Khoa học mới về nghệ thuật đã mất
bởi James Nestor
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành thở, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và kỹ thuật để cải thiện sức khỏe thể chất và tinh thần.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Nghịch lý thực vật: Nguy cơ tiềm ẩn trong thực phẩm "lành mạnh" gây bệnh và tăng cân
của Steven R. Gundry
Cuốn sách này khám phá mối liên hệ giữa chế độ ăn uống, sức khỏe và bệnh tật, đưa ra những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Mã miễn dịch: Mô hình mới cho sức khỏe thực sự và chống lão hóa triệt để
bởi Joel Greene
Cuốn sách này đưa ra một quan điểm mới về sức khỏe và khả năng miễn dịch, dựa trên các nguyên tắc biểu sinh và đưa ra những hiểu biết sâu sắc cũng như chiến lược để tối ưu hóa sức khỏe và lão hóa.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hướng dẫn hoàn chỉnh về nhịn ăn: Chữa lành cơ thể thông qua nhịn ăn gián đoạn, luân phiên và kéo dài
bởi Tiến sĩ Jason Fung và Jimmy Moore
Cuốn sách này khám phá khoa học và thực hành nhịn ăn, cung cấp những hiểu biết sâu sắc và chiến lược để cải thiện sức khỏe tổng thể và sức khỏe.
