Ký sinh trùng: "Bạn" hay "thù" của con người?

Lâu nay chúng ta vẫn nghĩ, ký sinh trùng gây bệnh tật thậm chí làm con người tử vong. Tuy nhiên, các thí nghiệm gần đây cho thấy điều ngược lại: một số ký sinh trùng có thể tiến hóa để bảo vệ "thân chủ" khỏi những căn bệnh chết người.

Không có gì sai khi nói ký sinh trùng gây hại đối với cơ thể vật chủ. Chúng gây ra bệnh tật thậm chí làm con người tử vong, vì vậy chúng ta thường cố tránh bị lây nhiễm ký sinh trùng bằng mọi giá. Nhưng một số ký sinh trùng - mặc dù vẫn có khả năng gây hại khi sống trong môi trường cô lập, thực tế lại giúp các vật chủ đối phó với nhiều bệnh nhiễm trùng chết người.

Tiến hóa để bảo vệ vật chủ

Biết được vào thời điểm nào ký sinh trùng trở nên có lợi có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc kiểm soát bệnh truyền nhiễm. Nhưng hiện tại hầu như chúng ta có rất ít kiến thức về vấn đề này.

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học được xuất bản trong Evolution Letters, đã cho biết rằng: ký sinh trùng có thể dễ dàng phát triển các cơ chế khác nhau để bảo vệ vật chủ khỏi các bệnh nhiễm trùng. Điều này cho thấy việc ký sinh trùng bảo vệ vật chủ là một điều khá phổ biến trong tự nhiên.

Ý tưởng "kẻ thù của kẻ thù là bạn" đã tồn tại từ lâu trong xã hội con người, và được dùng để mô tả những xung đột của con người. Tuy nhiên, trong thế giới tự nhiên, điều này lại rất phổ biến, ví dụ ký sinh trùng có hại trong một số điều kiện lại có thể trở nên hữu ích trong những điều kiện khác.

Các vi khuẩn sống trong ruột đôi khi gây ra nhiều vấn đề, nhưng chúng cũng ngăn ngừa sự xâm chiếm của những vi khuẩn có hại hơn như Salmonella enterica – vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm.

Tương tự như vậy, một số vi khuẩn bị lây nhiễm từ côn trùng thường rất tai hại nhưng chúng có thể tạo ra lớp bảo vệ chống lại các bệnh nhiễm trùng chết người.

Ký sinh trùng đang bảo vệ chúng ta. (Ảnh: Shutterstock).

Ký sinh trùng cũng có thể giúp các "chủ nhân" của chúng theo nhiều cách khác nhau, trong đó có việc gây ra bệnh nghiêm trọng hơn cho các loài khác. Đây là một trong những lý do chính khiến loài sóc xám nhanh chóng thay thế những con sóc đỏ trên hầu hết lãnh thổ nước Anh.

Những con sóc xám thường mang trong mình virus bệnh đậu mùa của sóc - chúng gây tử vong cho những con sóc đỏ, nhưng đối với sóc xám, chúng hoàn toàn vô hại. Tương tự như vậy, một số loài vi khuẩn cũng "tham chiến" bằng vũ khí sinh học nguyên thủy, bằng cách mang virus đến “chiến đấu” với những vi khuẩn khác không có khả năng miễn dịch.

Những ví dụ này cho thấy rằng bị nhiễm bệnh không nhất thiết là một điều xấu và trên thực tế đôi khi nó lại có lợi. Nhưng chúng ta không biết làm thế nào và khi nào các ký sinh trùng trở nên hữu dụng với cơ thể vật chủ?

Các thí nghiệm gần đây cho thấy, các vi khuẩn ít gây hại sống bên trong giun có thể tiến hóa chỉ trong vài ngày để bảo vệ vật chủ khỏi những bệnh nhiễm trùng gây chết người. Điều này cho thấy: vi khuẩn có thể nhanh chóng tiến hóa để bảo vệ "thân chủ" chống lại các bệnh truyền nhiễm khác.

Tuy nhiên, trong tự nhiên quá trình tiến hóa này diễn ra như thế nào thì không ai biết. Và nếu một ký sinh trùng tiến hóa để bảo vệ vật chủ khỏi một căn bệnh chết người nguy hiểm hơn, có phải kẻ thù bây giờ đã trở thành một người bạn?

Từ kẻ thù đến bạn

Sử dụng mô hình toán học, các nhà khoa học khám phá được sự tiến hóa này gồm hai hình thức bảo vệ: khả năng đề kháng và sức chịu đựng.

Các ký sinh trùng thực hiện việc bảo vệ bằng cách tạo ra sức đề kháng cho vật chủ. Điều này sẽ giúp vật chủ giảm khả năng bị lây nhiễm bởi một loài thứ hai, ví dụ như khi vi khuẩn trong ruột ngăn chặn sự xâm chiếm của các vi khuẩn khác.

Ngược lại, khi một loài khác truyền bệnh cho vật chủ, có những loài ký sinh trùng lại tạo ra sức chịu đựng cho vật chủ - điều này sẽ làm giảm tác hại của căn bệnh trên cơ thể vật chủ. Ví dụ như trường hợp các động vật nguyên sinh bảo vệ ấu trùng bươm bướm chúa từ ruồi ký sinh.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng cả hai hình thức bảo vệ vật chủ đều được tiến hóa trong nhiều điều kiện đa dạng, thậm chí khi ký sinh trùng phải chuyển hóa “nguồn lực” để phát triển hay tái sinh sản để bảo vệ vật chủ.

Vi khuẩn ruột đôi khi có lợi cho cơ thể. (Ảnh: Internet).

Quá trình bảo vệ này vẫn sẽ tiếp tục được tiến hóa vì cái giá để trả cho sự bảo vệ này sẽ được bù đắp. Tỉ lệ sống sót của vật chủ ngày càng tăng và vì thế ký sinh trùng cũng được bảo vệ.

Nhưng có một số khác biệt đáng chú ý giữa hai hình thức bảo vệ. Chẳng hạn, khả năng đề kháng thường có lợi cho vật chủ, nhưng sức chịu đựng có thể gây ra tác động tiêu cực vì nó làm vật chủ mắc bệnh nhiều hơn. Những khác biệt này chỉ ra rằng: rất quan trọng để xác định xem ký sinh trùng đang sử dụng cơ chế bảo vệ nào và nó có thật sự đem lại lợi ích hay không?

Chúng ta có thể kết hợp các mô hình toán học với các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm về sự tiến hóa của các vi khuẩn để trả lời cho câu hỏi: các loài đã phát triển như thế nào để bảo vệ vật chủ? Liệu vật chủ có tiến hóa để bảo vệ ký sinh trùng và làm cách nào chúng ta có thể phát triển mối quan hệ cộng sinh với một số vi khuẩn trong ruột?

Trả lời những câu hỏi này có thể giúp chúng ta tìm ra cách mới để điều trị các bệnh truyền nhiễm. Dù thế nào đi chăng nữa, kết quả nghiên mới của các nhà khoa học đã làm sáng tỏ một hiện tượng sinh học thú vị mà chúng ta lâu nay hầu như không biết.