Sử dụng phage trong điều trị kháng kháng sinh

Bài tiểu luận Sử dụng phage điều trị nhiễm khuẩn kháng kháng sinh Tình hình sử dụng kháng sinh giới  Hiện nay, việc sử dụng kháng sinh phổ biến toàn giới  Các nhà khoa học tạo nhiều loại kháng sinh khác nhau, nhằm phục vụ cho trình điều trị bệnh liên quan đến nhiễm trùng vi khuẩn  Việc vi khuẩn kháng kháng sinh, đặc biệt vi khuẩn kháng đa kháng sinh, đe doạ đến tồn vong loài người, bệnh vi khuẩn điều trị kháng sinh Giải thích chế kháng sinh Sau vào tế bào, kháng sinh đưa tới đích tác động phát huy tác dụng cách:  ức chế sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn: Vi khuẩn sinh khơng có vách dễ bị tiêu diệt, ví dụ kháng sinh nhóm bêta-lactam, vancomycin  Gây rối loạn chức màng nguyên tương, đặc biệt chức thẩm thấu chọn lọc, làm cho thành phần (ion) bên tế bào bị ngồi, ví dụ polymyxin  ức chế sinh tổng hợp protein: Điểm tác động ribosom 70S vi khuẩn kết phân tử protein khơng hình thành khơng có hoạt tính sinh học + Ở tiểu phần 30S: Ví dụ streptomycin cản trở hoạt động ARN thông tin tetracyclin ngăn cản ARN vận chuyển hoạt hoá gắn vào ribosom + Ở tiểu phần 50S: Như chloramphenicol, erythromycin cản trở liên kết acid amin gắn vào enzym peptidyltransferase  Ức chế sinh tổng hợp acid nucleic: Gồm có + Ngăn cản chép ADN tạo ADN con, nhóm quinolon ức chế enzym gyrase làm cho phân tử ADN khơng mở vòng xoắn +  Ngăn cản sinh tổng hợp ARN rifampicin, gắn vào ARN – polymerase phụ thuộc ADN Ức chế sinh tổng hợp chất chuyển hoá cần thiết cho tế bào, ví dụ sulfamid trimethoprim ức chế q trình chuyển hoá tạo acid folic – coenzym cần cho việc tổng hợp số acid amin purin, pyrimidin Cơ chế kháng kháng sinh vi khuẩn Ở nói việc kháng vi khuẩn, khơng nói đến việc vi khuẩn khơng chịu tác dụng thuốc thuốc khơng đến vị trí đích,… Có hai loại kháng kháng sinh thường gặp:  Kháng chất vi khuẩn: Một số vi khuẩn không chịu tác động số kháng sinh định, ví dụ Pseudomonas khơng chịu tác dụng penicilin tụ cầu không chịu tác dụng colistin Các vi khuẩn khơng có vách Mycoplasma khơng chịu tác dụng kháng sinh ức chế sinh tổng hợp vách, ví dụ nhóm bêta-lactam  Kháng đột biến di truyền nhận được: thường gặp việc sử dụng kháng sinh không hiệu quả, sử dụng tràn lan thuốc Do biến cố di truyền đột biến nhận gen đề kháng làm cho vi khuẩn từ khơng trở nên có gen đề kháng Các gen đề kháng nằm nhiễm sắc thể hay/và plasmid vi khuẩn hoặc/và transposon Các Nguyên nhân gây chế kháng:  Trong quần thể vi sinh vật (các quần thể vi khuẩn thuộc vi hệ bình thường người): Dưới tác dụng kháng sinh cá thể đề kháng chọn lọc, giữ lại phát triển thành dòng vi khuẩn đề kháng; dòng vi khuẩn đề kháng tiếp tục chọn lọc thay dòng vi khuẩn nhạy cảm, làm cho vi khuẩn ngày kháng kháng sinh nhiều cao  Trong quần thể đại sinh vật (người, động vật): Thơng qua truyền nhiễm (qua khơng khí, thức ăn, bụi, dụng cụ…) vi khuẩn đề kháng lây truyền từ người sang người khác từ súc vật sang người  Trong chạy đua nỗ lực phát minh kháng sinh người đề kháng kháng sinh vi khuẩn vi khuẩn ln giành phần thắng Vì vậy, để phát huy hiệu ngăn ngừa vi khuẩn kháng kháng sinh phải thực chiến lược sử dụng kháng sinh an toàn, hợp lý Gen đề kháng tạo đề kháng cách:  Làm giảm tính thấm màng nguyên tương, ví dụ kháng tetracycline, oxacilin; gen đề kháng tạo protein đưa màng, ngăn cản kháng sinh thấm vào tế bào; làm khả vận chuyển qua màng cản trở protein mang vác kháng sinh không đưa vào tế bào  Làm thay đổi đích tác động: Do protein cấu trúc nucleotit tiểu phần 30S 50S ribosom bị thay đổi nên kháng sinh không bám vào đích (ví dụ streptomycin, erythromycin) khơng phát huy tác dụng   Tạo isoenzym khơng có lực với kháng sinh nên bỏ qua (khơng chịu) tác động kháng sinh, ví dụ kháng sulfamide trimethoprime Tạo enzym: Các enzym gen đề kháng tạo có thể: + Biến đổi cấu trúc hoá học phân tử kháng sinh, làm kháng sinh tác dụng, ví dụ acetyl hố phospho hoá hay adenyl hoá aminozid chloramphenicol + Phá huỷ cấu trúc hoá học phân tử kháng sinh, ví dụ b-lactamase làm cho kháng sinh nhóm b-lactam tác dụng  Một vi khuẩn kháng kháng sinh thường phối hợp nguyên tắc riêng rẽ kể ĐẶC BIỆT  Gen đề kháng lan truyền theo chiều dọc (Vertical) qua hệ sau thơng qua việc nhân lên tế bào Ngồi thơng qua hình thức vận chuyển di truyền khác biến nạp, tải nạp, tiếp hợp chuyển vị trí (transposition), gen đề kháng truyền ngang (horizontal) từ tế bào sang tế bào khác; chí từ tế bào lồi vi khuẩn sang tế bào loài vi khuẩn khác (nếu gen đề kháng nằm R – plasmid), ví dụ từ vi khuẩn lị sang E coli, từ E coli sang vi khuẩn thương hàn  Việc sản xuất kháng sinh hệ không bắt kịp với tốc dộ biến đổi sinh sản vi khuẩn: Trong thập niên 70-80: Cần khoảng 10 năm để phát chủng vi khuẩn kháng thuốc Hiện nay: cần 2-3 năm có chủng vi khuẩn kháng thuốc mạnh kháng sinh   E coli M1 E coli E coli E coli E coli E coli E coli E coli E coli M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 E Coli M10 Amoxicillin R R R R R R R R R R Azithromycin R R R R R R R R R R Cephalexin R S R S R R R R R S Nalidixic Acid R R R S R S R R R S Doxycycline R R S S I S R S R S Tetracycline R R S S R S R S R S Ciprofloxacin R S R S R S S S S S Gentamicin S S R S S S R S S S Kanamycin S R I S R S S S S S Colistin S S S S S S S S S S Sự tương tác mẫu Escherrichia coli kháng kháng sinh kháng sinh thường dùng Chú thích: R: Không đáp ứng; S: Đáp ứng; I:Trung gian Giới thiệu Thực khuẩn thể (phage) virus lây nhiễm tái tạo vi khuẩn Thuật ngữ bắt nguồn từ "vi khuẩn" tiếng Hy Lạp: φαγεῖν có phần: Đầu Đầu có có dạng dạng lăng lăng kính kính 6 cạnh, cạnh, đường đường kính kính 65 65 nm nm dài dài 95 95 đầu, cổ được cấu cấu tạo tạo bởi 212 212 đơn đơn vị vị capsome capsome Bên Bên trong phần phần đuôi nm, nm, cấu cấu tạo tạo bởi protein protein tạo tạo thành thành vỏ vỏ capsit, capsit, vỏ vỏ capsit capsit đầu đầu có có chứa chứa một phân phân tử tử ADN ADN 2 sợi sợi có có phân phân tử tử lượng lượng 1,2 1,2 108 .108 (phagein), "nuốt" Cổ Cổ là một đĩa đĩa 6 cạnh cạnh đường đường kính kính 37,5 37,5 nm nm có có 6 sợi sợi tua tua gọi gọi là tua tua cổ cổ Phần Phần cuối cuối cùng của đuôi đuôi là một đĩa đĩa gốc gốc hình hình 6 cạnh cạnh giống giống như đĩa đĩa để để từ từ đó mọc mọc ra 6 sợi sợi gai gai gọi gọi là chân chân bám bám Đuôi Đuôi là một ống ống rỗng rỗng được bao bao bọc bọc bởi bao bao đi, đi, bao bao đi có có cấu cấu tạo tạo protein protein tạo tạo thành thành vỏ vỏ Capxit, Capxit, kích kích thước thước 8X X 95 95 nm nm Phần Phần rồng rồng trong đuôi gọi gọi là trụ trụ có có đường đường kính kính 2,5 2,5 3,5 3,5 nm nm Lịch sử Liệu pháp Phage  Liệu pháp thể thực khuẩn phát Frederick Twort, nhà vi khuẩn học người Anh Năm 1915, ông quan sát tượng virus lây nhiễm vi khuẩn, mà sau sử dụng để tiêu diệt mầm bệnh liệu pháp thể thực khuẩn  Từ năm 1940, Viện nghiên cứu vi sinh Eliava Tbilisi, thủ đô Gruzia trở thành "cái nôi" giúp Liên Xơ hình thành liệu pháp thể thực khuẩn Trong thời kỳ đỉnh điểm, họ sản xuất 2-3 thực khuẩn ngày cho quân đội  Sau Liên Xô sụp đổ, biện pháp gần bị quên lãng, xuất viện Nghiên cứu thuộc Gruzia  Hiện nay, với việc xuất nhiều chủng vi khuẩn kháng kháng sinh, liệu pháp Phage coi chắn phòng vệ cuối trước nguy “đại dịch” Cơ chế tiêu diệt vi khuẩn phage   Đầu tiên, phage bám vào thành tế bào theo chế gọi chế kháng nguyên-kháng thể  Sau phân tử ADN phage lọt vào tế bào chủ, q trình tơng hợp ADN tế bào chủ bị đình Sau trình tổng hợp protein tế bào ngừng bắt đầu trình tổng hợp enzym cần thiết cho trình sinh sản virus  Tổng hợp xong thành phần cầu tạo, vi khuẩn bắt đầu lắp ráp lại thành phẩn để tạo nên phage hoàn chỉnh Sau lắp ghép xong phage, vi khuẩn bị phá huỷ chết để phage ạt phóng ngồi  Tuỳ thuộc vào tiếp xúc hệ vi khuẩn định, phage lặp lại trinh tồn tự môi trường, ghờ cho đền gặp vật chủ (vi khuẩn) thích hợp Sau đó, phage tiết men Lizozym thủy phân thành tế bào vi khuẩn Sau dưói tác dụng ATP-aza bao đuôi phage co rút làm cho trụ đuôi xuyên qua thành tế bào phân tử ADN bơm vào bên tế bào chủ Một số nghiên cứu  Nghiên cứu Rana Rahmani; Gholamreza Zarrini University of Tabriz, Iran   E coli M1 E coli M2 E coli M3 E coli M4 E coli M5 E coli M6 E coli M7 E coli M8 E coli M9 E coli M10 TPR1 + - + - + - - - + - TPR2 - + + - - + - - - - TPR3 + - + - - + - - + - TPR4 - - - + + - + + + - TPR5 - + + + + + - - - + TPR6 - - + - + + + + + - TPR7 + - - - - + + - - - TPR8 + - - - - - + + + - TPR9 + - - - - + - - + + TPR10 + + - + - + + - + + Hiệu lực số phage Các chủng E.coli Kháng thuốc Antibiotic E.Coli M1 E.Coli M2 E.Coli M3 E.Coli M4 E.Coli M5 E.Coli M6 E.Coli M7 E.Coli M8 E.Coli M9 E.Coli M10 4 8 6 resistant Phage sensitive So sánh hiệu lực kháng sinh với phage chủng E.coli đột biến Vì vậy, ta thấy tính hoạt lực phage ngang ngửa, chí so với Kháng sinh Ưu, nhược điểm biện pháp Ưu điểm:   Phage có nhiều tự nhiên => Có nguồn gen phage dồi    Phage tiêu diệt tế bào vi khuẩn, không gây hại cho người  Hầu chưa phát loại vi khuẩn kháng lại phage Mỗi phage tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn chúng loài đột biến gần từ lồi=> Chúng tiêu diệt loại vi khuẩn kháng thuốc, kể loài kháng kháng sinh mạnh Phage nhân lên nhanh tế bào=> tiết kiệm chi phí sản xuất thuốc Có thể tồn thể sinh vật, nghiên cứu thêm, ta tạo hệ thống vaccine phage để tạo hệ thống miễn dịch vi khuẩn bên cạch miễn dịch tự nhiên Nhược điểm:   Không thể phân loại vi khuẩn theo phương pháp Gram mà phải phân loại dựa theo chủng   Kích cỡ siêu nhỏ=> Có tỷ lệ Phage Có thể xâm nhập vào đường ruột tiêu diệt vi khuẩn có lợi cho người VD: vi khuẩn E.coli có lợi   Khi sử dụng với vi khuẩn nội độc tố, phage khiến cho độc tố thoát Tồn lâu thể, tiêu diệt nhiều loại vi khuẩn => Khi bị đào thải ngồi, phage gây biến đổi hệ sinh thái vi sinh vật, chí huỷ diệt hồn tồn Một số loại phage mang theo gen độc tố tiếp hợp với vi khuẩn, tạo thành chủng đột biến có độc lực mạnh phage tạo trạng thái tiềm tan Phage loại virus, có e ngại định sử dụng phương pháp Tuy nhiên, hầu hết nhược điểm có tỷ lệ xảy thấp ta hạn chế sử dụng thuốc thông minh Loại Phương pháp Kháng sinh Phage Các đặc Điểm Điểm chung Đều sử dụng để chữa trị bệnh nhiễm trùng Đều phát nhiện bên ngoai tự nhiên, thời kỳ Điểm riêng -Được sử dụng rộng rãi, ban đầu khu vực Tây Âu Châu Mỹ -Được sử dụng khu vực Đông Âu, Liên Xô, nhiên khơng ưa chuộng -Là chất tạo từ sinh vật có khả sinh -Là vi sinh vật có nhiều tự nhiên kháng sinh -Chỉ cần phân loại vi khuẩn gây bệnh theo phương pháp Gram -Cần phân loại vi khuẩn gây bệnh theo chủng chủng biến dị gần số phương pháp khác -Hiện phát nhiều loại vi khuẩn kháng kháng -Chưa phát vi khuẩn kháng phage Phage tiêu diệt sinh nay, có loại siêu vi khuẩn kháng tất loại thuốc siêu vi khuẩn biến dị kháng thuốc -Chi phí sản xuất đắt đỏ -Bắt buộc phải tuân theo liệu trinh điều trị, việc điều trị -Chi phí sản xuất rẻ kháng sinh phải kéo dài -Liệu trình điều trị rút ngắn Một số lưu ý  Không nên sử dụng Phage dùng theo đường uống, gây rối loạn tiêu hoá  Khi điều trị phương pháp Phage, cần theo dõi định kì  Khi nhiễm trùng tổng hợp, cần phối hợp nhiều loại phage khác  Không nên nhầm lẫn Loại thuốc kháng sinh hệ Tài liệu tham khảo  Rana Rahmani; Gholamreza Zarrini-Effective Phages as Green Antimicrobial Agents Against Antibiotic-Resistant Hospital Escherichia coli (2015)  Marine Henry,LaurentDebarbieux,-Tools from viruses: Bacteriophage successes and beyond, Institut Pasteur,-Molecular Biology of the Genein Extremophiles Unit, Department of Microbiology, F-75015 Paris, France  Carla Pereiraa, Catarina Moreirinha- Characterization and in vitro evaluation of new bacteriophages for thebiocontrol of Escherichia coli (2016)  Trần Cẩm Vân - Giáo trình vi sinh vật học mơi trường – NXB Đại học Quốc gia Hà Nội XIN CẢM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ... Việc vi khuẩn kháng kháng sinh, đặc biệt vi khuẩn kháng đa kháng sinh, đe doạ đến tồn vong loài người, bệnh vi khuẩn điều trị kháng sinh Giải thích chế kháng sinh Sau vào tế bào, kháng sinh đưa tới...Tình hình sử dụng kháng sinh giới  Hiện nay, việc sử dụng kháng sinh phổ biến toàn giới  Các nhà khoa học tạo nhiều loại kháng sinh khác nhau, nhằm phục vụ cho trình điều trị bệnh liên... trinh điều trị, việc điều trị -Chi phí sản xuất rẻ kháng sinh phải kéo dài -Liệu trình điều trị rút ngắn Một số lưu ý  Không nên sử dụng Phage dùng theo đường uống, gây rối loạn tiêu hoá  Khi điều