Khoa học - Y dược

Phát hiện các hợp chất trong nọc độc bọ cạp có khả năng tiêu diệt tụ cầu khuẩn và vi khuẩn lao (23/07/2019)

Các nhà khoa học cho biết nọc độc của những loài động vật nguy hiểm thường không được xem là tiền chất lý tưởng để điều chế các loại thuốc có khả năng cứu sống bệnh nhân mắc bệnh hiểm nghèo. Tuy nhiên, nhiều nhóm nghiên cứu đã nỗ lực sàng lọc các độc tố này để tìm kiếm các hợp chất có tiềm năng rất lớn. Mới đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Stanford đã tiến hành nghiên cứu trên nọc độc của loài bọ cạp và đã xác định được một cặp hợp chất được chứng minh là có khả năng tiêu diệt cả tụ cầu khuẩn và vi khuẩn lao. Đặc biệt, họ có thể tạo ra các dạng hợp chất tổng hợp trong phòng thí nghiệm.

Nọc độc của bọ cạp là một trong những một nguồn khám phá y học phong phú (Ảnh: Depositphotos)

Mặc dù rất nguy hiểm nhưng nọc độc của bọ cạp đã được chứng minh là một nguồn khám phá y học phong phú. Các nhà khoa học đã khai thác hợp chất của độc tố để phát triển thuốc ức chế miễn dịch, thuốc trị sốt rét và nghiên cứu ung thư. Trước đó, một nhóm nghiên cứu đã tìm ra phương pháp sử dụng một axit amin trong nọc độc của bọ cạp để điều chế thuốc tiêm vào não bộ của người bệnh bị ung thư não, nhờ đó, có thể dễ dàng phát hiện các khối u não gây chết người.

Bước đột phá mới nhất dựa trên nghiên cứu về loài bọ cạp Diplrialrus melici được tìm thấy ở miền đông Mexico của các nhà khoa học về y học phân tử thuộc trường Đại học Quốc gia Mexico. Trước đó, vào năm 2017, trong một nỗ lực nhằm loại bỏ nọc độc một cách an toàn cho cả bọ cạp và con người, các nhà nghiên cứu ở Morocco đã phát triển thiết bị “máy vắt sữa” điều khiển từ xa, trong đó, họ buộc dây vào đuôi bọ cạp và sử dụng một xung điện để kích thích các tuyến nọc độc phóng chất độc.

Trên thực tế, thao tác trích xuất nọc độc từ bọ cạp cực kỳ nguy hiểm và không dễ thực hiện vì nọc độc của loài này có khả năng gây tử vong cho con người. Nhóm nghiên cứu Mexico đã áp dụng phương pháp thông thường, đơn giản hơn, đó là kích thích đuôi của loài động vật này bằng các xung điện nhẹ để trích xuất các mẫu nọc độc nhỏ. Sau đó, họ đã quan sát thấy một sự thay đổi màu sắc từ trong suốt sang màu nâu khi nọc độc tiếp xúc với không khí. Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu và xác định được hai thành phần hợp chất có trong nọc độc đứng đằng sau sự biến đổi màu sắc này, trong đó, một hợp chất chuyển sang màu đỏ và hợp chất còn lại chuyển sang màu xanh trong quá trình tiếp xúc với không khí.

Kết quả thử nghiệm của các chuyên gia hóa học tại trường Đại học Stanford do Richard Zare dẫn đầu với sự hỗ trợ và hợp tác của nhóm nghiên cứu của trường Đại học Quốc gia Mexico cho thấy: chỉ với 0,5 microliter nọc độc, họ đã tìm ra cấu trúc phân tử của hợp chất và xác định đó là hai hợp chất Benzoquinone.

Lớp phân tử của hợp chất có hoạt tính kháng khuẩn. Với cấu trúc đã được xác định, nhóm nghiên cứu sau đó thực hiện mô phỏng các phiên bản tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Đây là một bước quan trọng trước khi áp dụng hiệu quả trong thực tế.

Hợp chất Benzoquinone có đặc tính kháng khuẩn cực mạnh, khi cho tiếp xúc với vi khuẩn tụ cầu và vi khuẩn lao trong ống nghiệm, hợp chất này đã tiêu diệt hai loại chủng vi khuẩn trên nhanh chóng.

Nhà nghiên cứu Zare cho biết: "Với chi phí sản xuất không hề rẻ là 39 triệu USD cho một gallon, nọc độc của bọ cạp, khi tính theo khối lượng, được đánh giá là một trong những vật liệu quý nhất trên thế giới”. Chính vì vậy, các nhà nghiên cứu cho rằng điều quan trọng là phải xác định cũng như tìm ra phương pháp tổng hợp các thành phần quan trọng, các hợp chất tiềm năng chứa trong nọc độc.

Sau khi tổng hợp thành công các hợp chất mới, nhóm tiến hành thử nghiềm nhằm nghiên cứu khả năng sinh học của chúng khi áp dụng trong mô chuột. Thử nghiệm khi cho tiếp xúc với vi khuẩn tụ cầu và vi khuẩn lao cho thấy benzoquinone màu đỏ hoạt động rất hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn tụ cầu trong khi benzoquinone màu xanh lam có khả năng tiêu diệt vi khuẩn lao thông thường, trong đó có cả các chủng vi khuẩn kháng thuốc. Đặc biệt, niêm mạc phổi ở chuột bị lao vẫn được bảo vệ.

Nhóm nghiên cứu Đại học Stanford và Mexico cho biết trong tương lai sẽ tiến hành thêm những thử nghiệm trên cơ thể người trước khi phát triển thuốc điều trị bệnh lao và tụ cầu khuẩn.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science.

Nguồn: P.K.L (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 24/6/2019