Loại kháng sinh này có khả năng tiêu diệt mạnh mẽ các chủng vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm như MRSA và VRE. Phát hiện này, đăng tải trên Tạp chí Hóa học Hoa Kỳ (JACS), được xem là bước tiến quan trọng trong nỗ lực toàn cầu chống lại kháng kháng sinh – vấn đề đang cướp đi khoảng 1,1 triệu sinh mạng mỗi năm.
Pre-methylenomycin C lactone được phát hiện “ẩn mình trong quá trình tự nhiên tạo ra kháng sinh methylenomycin A”, một hợp chất đã được biết đến từ hơn nửa thế kỷ qua. Theo nhóm nghiên cứu, hợp chất mới mạnh gấp hơn 100 lần so với methylenomycin A và thể hiện hiệu lực cao trên nhiều chủng vi khuẩn Gram dương, đặc biệt là Staphylococcus aureus (tác nhân gây MRSA) và Enterococcus faecium (tác nhân gây VRE – Enterococcus kháng vancomycin).
Giáo sư Greg Challis, đồng tác giả chính thuộc Khoa Hóa học Đại học Warwick và Viện Nghiên cứu Y sinh Monash, cho biết: “Methylenomycin A được phát hiện cách đây 50 năm, nhưng chưa ai từng kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất trung gian trong quá trình tổng hợp. Khi chúng tôi xóa một số gen sinh tổng hợp, hai hợp chất trung gian hoàn toàn mới đã lộ diện và một trong số đó chính là pre-methylenomycin C lactone, mạnh hơn methylenomycin A gấp hàng trăm lần”.
Đáng chú ý, trong quá trình thử nghiệm, các vi khuẩn không xuất hiện cơ chế kháng lại hợp chất này, ngay cả trong điều kiện thường dẫn tới hiện tượng kháng thuốc với vancomycin – loại kháng sinh “phòng tuyến cuối cùng” trong điều trị nhiễm Enterococcus. Điều này khiến giới nghiên cứu đặc biệt kỳ vọng pre-methylenomycin C lactone có thể vượt qua giới hạn kháng thuốc hiện nay.
Tiến sĩ Lona Alkhalaf, đồng tác giả từ Đại học Warwick, cho biết phát hiện này là một bất ngờ lớn: “Vi khuẩn Streptomyces coelicolor, vốn tạo ra methylenomycin A, là loài được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất kể từ thập niên 1950. Không ai ngờ rằng một loài quen thuộc như vậy lại ẩn chứa một kháng sinh hoàn toàn mới”.
Nhóm nghiên cứu tin rằng S. coelicolor ban đầu tiến hóa để sản sinh một kháng sinh mạnh (pre-methylenomycin C lactone), nhưng về sau đã biến đổi thành dạng yếu hơn (methylenomycin A) để phục vụ chức năng sinh học khác.
Giáo sư Challis nhận định, khám phá này mở ra một hướng tiếp cận mới trong tìm kiếm kháng sinh – thay vì chỉ tập trung vào hợp chất cuối cùng, các nhà khoa học có thể khai thác và kiểm nghiệm các chất trung gian trong chuỗi sinh tổng hợp tự nhiên, từ đó phát hiện những hoạt chất tiềm năng hơn và bền vững hơn trước hiện tượng kháng thuốc.
Bước tiếp theo của nghiên cứu là thử nghiệm tiền lâm sàng, nhằm đánh giá độ an toàn và hiệu quả sinh học của pre-methylenomycin C lactone. Với cấu trúc đơn giản, khả năng tổng hợp quy mô lớn, hoạt tính mạnh và khó bị kháng, hợp chất này được kỳ vọng sẽ trở thành ứng viên kháng sinh thế hệ mới, góp phần quan trọng trong cuộc chiến toàn cầu chống lại siêu vi khuẩn kháng thuốc (AMR).
