Chống lại vi khuẩn kháng thuốc bằng CRISPR
Thuốc viên ‘CRISPR’ ăn được có thể giúp chống lại siêu vi khuẩn, theo lời nhà nghiên cứu về thực phẩm.
Các nhà khoa học cho biết, việc sử dụng công nghệ chỉnh sửa gen mang tên CRISPR-Cas9 mới có thể giúp chống lại sự lan rộng của các loại siêu vi khuẩn kháng thuốc.
Các nhà nghiên cứu tại một trường đại học Hoa Kỳ muốn mở rộng khả năng của CRISPR – công nghệ cho phép các nhà khoa học chỉnh sửa các gen của con người để loại bỏ các bệnh nan y – bằng cách tạo ra một loại thuốc thực hiện một điều tương tự bằng cách nhắm vào vi khuẩn có hại, khiến nó tự bị huỷ hoại.
Đặc biệt, nhà nghiên cứu thực phẩm Jan-Peter Van Pijkeren của Đại học Wisconsin-Madison nói rằng loại hỗn hợp probiotic sẽ “giết chết vi khuẩn của bạn”.
Ông tin rằng ý tưởng này có thể được sử dụng để chống lại vi khuẩn như Clostridium difficile, một loại vi khuẩn có thể gây nhiễm trùng và tử vong ở các bệnh viện và nhà dưỡng lão.
Theo Đại học Hoàng gia Australia, C. difficile đã nổi lên như một mối đe dọa nghiêm trọng về sức khoẻ cộng đồng trên toàn thế giới, có khả năng gây ra nhiều vấn đề từ tiêu chảy nhẹ đến … tử vong.
Thuốc viên ‘CRISPR’ ăn được có thể giúp chống lại siêu vi khuẩn
Để hiểu phương pháp luận củng cố ý tưởng về một viên thuốc CRISPR, bạn cần phải hiểu được cách cơ bản CRISPR-Cas 9 hoạt động.
Tên gọi này là viết tắt của cụm từ “clustered regularly interspaced short palindromic repeats” (tạm dịch là “nhóm các trình tự ngắn đối xứng lặp lại thường xuyên”) dùng để chỉ cách vi khuẩn hoạt động chống lại sự xâm nhiễm của DNA lạ.
Các vi khuẩn lưu trữ những ký ức về DNA virus trong bộ gen của chúng và sử dụng bộ nhớ này cùng với một enzyme cắt DNA (chiếc kéo phân tử) được biết đến như một protein Cas để nhận diện và cắt đứt các gen xâm nhập của virus lây nhiễm vi khuẩn, tức các thực khuẩn thê hay bacteriophage.
Giáo sư Pijkeren cho biết: “Nhược điểm của thuốc kháng sinh là làm suy yếu và tiêu diệt khu hệ vi sinh vật đường ruột.” Hầu hết các kháng sinh hoạt động bằng cách ngăn chặn các quá trình sinh học cho phép vi khuẩn phát triển và nhân lên. Tuy nhiên, với việc dùng liều kéo dài, thuốc kháng sinh trở thành nguồn áp lực buộc các vi khuẩn tiến hóa – và bởi vì các vi sinh vật này cực kì giỏi khi trao đổi và chia sẻ một phần DNA cho nhau, khi một thành viên trở nên kháng thuốc, cả quần thể vi khuẩn kháng được thuốc.
Điều đáng sợ hơn nữa là vì cùng một nhóm kháng sinh thường hoạt động trên cùng một con đường sinh học, khi vi khuẩn tạo ra một đột biến chống lại một loại thuốc, nó thường làm cho cả nhóm thuốc trở nên vô dụng.
Vì thế “bạn muốn thay vào đó sử dụng sử dụng một dao mổ để loại trừ vi một cách đặc hiệu loài sinh vật quan tâm,” Pijkeren đề xuất.
Thuốc viên “CRISPR”, hay thức uống vi khuẩn probiotic, do giáo sư Van Pijkeren phát triển, sẽ bao gồm một loại thực khuẩn thể có khả năng mang thông điệp CRISPR tùy ý vào C. difficile. Thông điệp sẽ làm cho C. difficile tạo ra các vết cắt chí tử vào DNA của chính nó, tiêu diệt chính vi khuẩn một cách hiệu quả. Nói một cách đơn giản, đây chính là cách gây ra “bệnh tự miễm” cho vi khuẩn.
Bởi vì thực khuẩn thể nhanh chóng bị tiêu diệt trong axit dạ dày, Van Pijkeren đã tiến hành đóng gói chúng vào vi khuẩn Lactobacillus – một lợi khuẩn thường có mặt trong sữa chua.
Như là một bước bảo vể cho ý tưởng, nhóm nghiên cứu đã thiết kế thành công Lactobacillus để tạo ra thực khuẩn thể tự xâm nhiễm vi khuẩn này. Bước tiếp theo, Van Pijkeren giải thích, là dùng các lợi khuẩn này như là “kẻ phân phát” đi khắp ruột, phân phát các thực khuẩn thể dọc đường đi của vi khuẩn lacto và lây nhiễm bất cứ C. difficile gần đó.
Phương pháp này có thể chứng minh là chính xác hơn việc sử dụng kháng sinh và giúp giải quyết vấn đề kháng thuốc đang leo thang của người. Khi được tối ưu hóa, một viên thuốc CRISPR có thể có khả năng xác định chính xác các dòng vi khuẩn độc hại, trong khi bỏ qua các loại khác – bao gồm các vi khuẩn có lợi trong ruột.
Nghiên cứu vẫn còn rất mới và thậm chí chưa được thử nghiệm trên động vật. Nhưng với vấn đề lạm dụng đơn thuốc kháng sinh và kháng thuộc ngày càng gia tăng, nghiên cứu này nhấn mạnh tiềm năng của các công nghệ liên quan đến CRISPR trong việc cung cấp phương pháp điều trị thay thế cho kháng sinh thông thường.
Con đường phía trước còn rất dài
Tuy nhiên, Peter Fineran, một nhà vi sinh vật học tại Đại học Otago ở New Zealand nói với MIT Technology Review rằng “vẫn còn một chặng đường dài để đi trước khi điều này thay thế thuốc kháng sinh hiện tại của chúng ta”.
Các nhà khoa học lo lắng rằng nếu không phải tất cả các vi khuẩn mục tiêu đều bị giết chết hoặc nếu quá trình này không đủ nhanh, một số thành viên có khả năng phục hồi có thể tránh được cuộc tấn công. Các vi khuẩn cũng được biết là có khả năng chống lại sự xâm nhập của thực khuẩn thể – điều này có nghĩa là nếu điều trị tiếp tục, áp lực chọn lựa sẽ đẩy quần thể về hướng kháng thuốc.
Nhưng nếu thành công, CRISPR có thể không chỉ là công cụ chỉnh sửa gen hiệu quả nhất trên thế giới mà còn là công nghệ diệt khuẩn tốt nhất có sẵn.
Chỉ trong bốn năm ngắn ngủi, các nhà khoa học đã cải tiến kỹ thuật CRISPR-Cas9 để nhanh chóng, dễ dàng và rẻ tiền trong tất cả mọi thứ từ thực vật, động vật đến tế bào người trong một phát hiện có thể gây ra các bệnh di truyền kinh điển.
Nó cũng có một mặt tối là có thể quét sạch toàn bộ các loài hoặc mở đường cho ” designer babies” vốn đã gây ra những tranh cãi gay gắt về vấn đề đạo đức khi sử dụng công nghệ này.
Nguồn tham khảo
https://futurism.com/this-crispr-pill-could-replace-antibiotics/
Đọc thêm
Iceberg (tổng hợp)
tapchisinhhoc.com
