Phát hiện đặc tính ưa ngọt của vi khuẩn Salmonella và khả năng đối phó với loại vi khuẩn này

Lần đầu tiên, các nhà khoa học Anh tìm ra loại thức ăn mà vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm Salmonella hấp thụ trong khi gây bệnh là đường glucose.

Việc phát hiện ra vi khuẩn Salmonella phụ thuộc vào đường có thể đem đến một cách thức tiêm chủng văc-xin mới. Khám phá này cũng có thể dẫn tới sự ra đời một chủng vắc-xin mới, có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi vi khuẩn gây bệnh, bao gồm cả các loại vi khuẩn kháng kháng sinh.

Bác sỹ Arthur Thompson đến từ Viện nghiên cứu thực phẩm cho biết “Đây là lần đầu tiên chúng ta biết đến loại dưỡng chất mà vi khuẩn Salmonella sử dụng trong quá trình gây bệnh.”

Nghiên cứu thức ăn của vi khuẩn trong quá trình gây bệnh là một ngành khoa học mới xuất hiện và khá mới mẻ. Đây là một trong số những bước đột phá quan trọng. Thành công này đạt được thông qua việc cộng tác với bác sỹ Gary Rowley tại trường Đại học Đông Anglia.

Mỗi năm, trên toàn thế giới, có khoảng 20 triệu người bị ngộ độc thức ăn, và khoảng 200,000 người tử vong do vi khuẩn Salmonella. Vi khuẩn này cũng gây hại trên cho động vật nuôi và rau màu.

Trong suốt quá trình lây nhiễm, vi khuẩn Salmonella bị tấn công bởi các tế bào miễn dịch có nhiệm vụ tiêu diệt vi khuẩn. Nhưng thay vào đó, vi khuẩn lại nhân lên gấp nhiều lần.

Vi khuẩn Salmonella cần các dưỡng chất để tái tạo. Trong quá trình thuỷ phân glucose, đường bị nghiền nhỏ để giải phóng năng lượng hoá học. Các nhà khoa học tạo ra chủng Salmonella biến đổi gen, khiến chúng không thể vận chuyển glucose tới các tế bào miễn dịch mà chúng đã khống chế và do đó không thể tiêu hoá đường glucose. Những chủng biến đổi gen mất khả năng phân chia bên trong tế bào miễn dịch và trở nên vô hại.

Hình ảnh vi khuẩn Salmonella được nhuộm xanh trong tế bào đại thực bào. (Ảnh: Isabelle Hautefort, IFR)

Bác sỹ Thomspon cho biết “Thí nghiệm này cho thấy đường glucose là loại đường chủ yếu mà vi khuẩn Salmonella sử dụng trong quá trình lây nhiễm.”

Các chủng biến đổi gen này vẫn kích thích hệ thống miễn dịch. Các nhà khoa học đã đăng kí bằng sáng chế dựa trên những chủng biến đổi gen này, từ đó tạo điều kiện cho việc phát triển các loại vắc-xin bảo vệ con người và động vật khỏi ngộ độc do vi khuẩn Salmonella.

Sự thuỷ phân glucose diễn ra trong hầu hết các sinh vật kể cả các vi khuẩn khống chế tế bào chủ. Do đó, ngăn chặn quá trình trao đổi glucose của vi khuẩn có thể được sử dụng để tạo ra các chủng vắc-xin ngăn chặn vi khuẩn gây bệnh, bao gồm cả những siêu vi khuẩn kháng thuốc.

Các chủng vi khuẩn vô hại cũng có thể được sử dụng như những vật chủ trung gian. Ví dụ, chủng Salmonella vô hại có thể mang gen gây bệnh cúm và vận chuyển một cách an toàn tới hệ thống miễn dịch.

Bước tiếp theo của nghiên cứu này là thử nghiệm liệu chủng biến đổi gen có tạo ra phản ứng miễn dịch ở chuột hay không.

Tại Đức, một chương trình nghiên cứu kéo dài 6 năm về chủ đề dinh dưỡng của vi khuẩn được tiến hành, nhằm tìm hiểu tại sao vi khuẩn có thể sinh sôi nảy nở và gây bệnh bên trong cơ thể vật chủ.

IFR là một viện thuộc Hội đồng nghiên cứu khoa học sinh học và công nghệ sinh học (BBSRC). Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ chiến lược trọng điểm của BBSRC

Tài liệu tham khảo:
Steven D. Bowden, Gary Rowley, Jay C.D. Hinton, and Arthur Thompson. Glucose and glycolysis are required for the successful infection of macrophages and mice by Salmonella enterica serovar Typhimurium. Infection and Immunity, 2009; DOI: 10.1128/IAI.00093-09