Ảnh: CDC/Unsplash
Các nhà khoa học từ Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp và Đại học Paul Sabatier lần đầu tiên phát hiện ra cơ chế bảo vệ các nhóm vi khuẩn khỏi tác động của thuốc kháng sinh và các chất độc hại. Kết quả nghiên cứu được phát hành trên tạp chí Nature Communications.
Các thí nghiệm đã kiểm tra tác dụng của các loại kháng sinh khác nhau lên quần thể liên cầu khuẩn. Phế cầu khuẩn — vi khuẩn gây nhiễm trùng phế cầu khuẩn. Mục tiêu của các nhà khoa học là nghiên cứu hệ thống gây căng thẳng làm cơ sở cho cảm biến số lượng — sự điều chỉnh hoạt động của gen (biểu hiện) tùy thuộc vào số lượng và mật độ tế bào vi khuẩn trong quần thể.
Khi vi khuẩn gặp phải tác nhân gây căng thẳng, những thay đổi xảy ra trong biểu hiện của một số gen nhất định, khiến vi sinh vật kháng lại liều lượng thuốc kháng sinh gây chết người nhiều hơn. Đồng thời, các tế bào sản xuất tín hiệu báo động phân tử – protein gọi là alarmone – để kích hoạt vi khuẩn gần đó.
Alarmone giúp vi khuẩn đạt được trạng thái đặc biệt gọi là khả năng chuyển đổi tự nhiên. Một tế bào có khả năng sẵn sàng cho việc chuyển gen theo chiều ngang từ các vi khuẩn khác, bao gồm cả DNA thúc đẩy khả năng kháng kháng sinh. Bản thân khả năng chuyển đổi cũng giúp tăng khả năng sống sót của tế bào.
Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng vi khuẩn chưa tiếp xúc với căng thẳng cần một số lượng lớn các tế bào báo động để có thể chuẩn bị cho mối đe dọa. Điều này có nghĩa là cần một số lượng đáng kể các vi khuẩn cảm nhận căng thẳng để các tín hiệu được truyền đi thành công. Cảm nhận số lượng này hạn chế sự tiêu hao năng lượng dư thừa và đảm bảo phản ứng phối hợp trong quần thể vi khuẩn. Vì sự kích hoạt diễn ra dần dần, các tế bào trong quần thể có các mức độ năng lực khác nhau, tạo ra sự đa dạng và tăng cơ hội sống sót của toàn bộ nhóm vi khuẩn.
Việc phát hiện ra cơ chế này mở đường cho việc phát triển các phương pháp điều trị bằng kháng sinh mới nhắm vào hệ thống giao tiếp của vi khuẩn, có thể cải thiện hiệu quả điều trị.
