Triển vọng điều trị bệnh chàm từ nghiên cứu tụ cầu vàng đột biến

Da người là nơi sinh sống của hàng triệu loài vi khuẩn. Trong số này, tụ cầu vàng S.aureus là mầm bệnh cơ hội có thể xâm lấn mảng da bị chàm, hay còn gọi là viêm da cơ địa.

Theo ước tính, 30 – 60% người có S.aureus trong lỗ mũi, ở đấy chúng thường vô hại. Tuy nhiên với bệnh chàm (ảnh hưởng khoảng 10 triệu trẻ em và 16 triệu người trưởng thành ở Mỹ), khuẩn tụ cầu vàng thường lan sang các vùng da bị chàm và gây nhiễm trùng.

Trong nghiên cứu mới công bố, các nhà khoa học do MIT dẫn đầu đã phát hiện rằng trong hệ vi sinh vật của người bị bệnh chàm, tụ cầu vàng có xu hướng tiến hóa thành một biến thể mang đột biến gene giúp nó sinh sôi nảy nở nhanh hơn trên da. Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học trực tiếp quan sát loại tiến hóa nhanh chóng này ở một vi khuẩn liên quan tới một rối loạn phức tạp trên da.

PGS. Tami Lieberman tại Viện Khoa học – Kỹ thuật Y tế MIT, lý giải: “Khi trên da có vết nứt, tụ cầu vàng sẽ dùng đó làm nơi phát triển và nhân rộng. Vi khuẩn này có thể góp phần gây ra bệnh lý do chúng tiết chất độc và thu hút các tế bào miễn dịch. Những phản ứng miễn dịch càng làm tổn thương hàng rào của da”.

Câu hỏi đặt ra là làm sao S. aureus có thể thích nghi trên làn da của các bệnh nhân bị bệnh chàm. Và từ việc quan sát sự phát triển của những vi khuẩn này, họ có thể rút ra điều gì về cách chúng tương tác với da bị chàm.

Để giải đáp nghi vấn, các nhà nghiên cứu tập hợp bệnh nhân trong độ tuổi 5 – 15, đang điều trị bệnh chàm ở mức độ trung bình tới nghiêm trọng. Họ lấy mẫu vi khuẩn trên da bệnh nhân mỗi tháng một lần trong 3 tháng, rồi lặp lại quy trình trong 9 tháng. Nơi lấy mẫu là khoeo chân và mặt trong khuỷu tay (nơi thường bị viêm da nhất), cẳng tay (nơi thường không bị ảnh hưởng), và lỗ mũi.

Tế bào S. aureus từ mỗi nơi lấy mẫu được nuôi cấy tách biệt nhằm tạo ra tối đa 10 cụm khuẩn. Khi cụm khuẩn lớn hình thành, các nhà nghiên cứu sẽ giải trình tự gene của tế bào. Các nhà khoa học đã tạo ra gần 1.500 cụm khuẩn, cho phép họ quan sát sự tiến hóa của tế bào vi khuẩn chi tiết hơn nhiều so với trước đây.

Nhóm nghiên cứu phát hiện, phần lớn bệnh nhân đều có một dòng S. aureus duy nhất — nghĩa là rất hiếm khi xuất hiện chủng mới từ môi trường hoặc từ người khác vào thay thế chủng tụ cầu có sẵn. Tuy nhiên, ở từng dòng vi khuẩn lại xảy ra một lượng lớn đột biến và tiến hóa trong suốt 9 tháng nghiên cứu.

Nhiều đột biến phát sinh trong gene capD. Gene này mã hóa enzyme cần thiết để tổng hợp lớp vỏ polysaccharide bao vi khuẩn – lớp vỏ bảo vệ S. aureus khỏi bị tế bào miễn dịch nhận ra.

Khi xét nghiệm tế bào vi khuẩn trong đĩa nuôi cấy, các đột biến trên capD cho phép S. aureus phát triển nhanh hơn chủng có gene capD thông thường. Quá trình tổng hợp lớp vỏ polysaccharide bao vi khuẩn cần nhiều năng lượng, do vậy khi không cần tạo lớp vỏ, các tế bào có nhiều năng lượng hơn để phát triển. Các nhà nghiên cứu cũng đặt giả thuyết rằng việc mất đi lớp bao vi khuẩn cho phép S. aureus bám vào da tốt hơn, vì các protein giúp chúng bám lộ ra nhiều hơn.

Các nhà nghiên cứu còn phân tích gần 300 bộ gene có sẵn của vi khuẩn lấy từ người mắc và không mắc bệnh chàm, phát hiện người mắc bệnh nhiều khả năng có chủng S. aureus không sản xuất lớp polysaccharide hơn người thường.

Thông thường, bệnh viêm da cơ địa được điều trị bằng cách dùng kem dưỡng ẩm hoặc corticosteroid tại chỗ bị viêm. Bác sĩ có thể kê thêm kháng sinh nếu trên da có nhiễm khuẩn. Phát hiện này của nhóm nghiên cứu có tiềm năng tạo ra những cách điều trị giảm nhẹ triệu chứng của bệnh bằng cách nhắm vào chủng S. aureus đột biến.

Phòng thí nghiệm của Lieberman đang phát triển các chế phẩm sinh học theo hướng này, đồng thời nghiên cứu liệu các chủng S. aureus đột biến capD có khả năng lây sang người sống cùng nhà với người viêm da hay không.

Phương Anh dịch

Nguồn: Scientists track evolution of microbes on the skin’s surface