Nhật Bản phát triển loại thuốc đột phá từ... miệng núi lửa

Sử dụng một phương pháp gọi là "phân tích tổng hợp ngược", nhóm nghiên cứu từ Viện Khoa học Tokyo (Nhật Bản) đã tìm ra con đường tổng hợp thành công các hợp chất β-naphthocyclinone và γ-naphthocyclinone, tiền đề cho một loại thuốc kháng sinh đột phá.

Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO), kháng kháng sinh là một trong những mối đe dọa sức khỏe hàng đầu. Thống kê toàn cầu gần nhất cho thấy kháng kháng sinh gây ra tới 1,27 triệu ca tử vong và liên quan đến 4,95 triệu ca tử vong khác chỉ trong năm 2019.

Vì vậy, nhân loại luôn cần tìm kiếm các loại kháng sinh mới thay thế những loại đã bị vi khuẩn kháng thuốc vượt qua. Và công trình mới từ Nhật Bản rất được kỳ vọng.

Một sắc tố do vi khuẩn tạo ra bên trong một miệng núi lửa đã trở thành tiền đề cho nghiên cứu nhằm tìm kiếm loại thuốc kháng sinh mới đột phá - Minh họa AI: ANH THƯ

Tiền đề của công trình là một khám phá tại Cameroon nửa thế kỷ trước, liên quan đến vi khuẩn Streptomyces arenae tồn tại trong đất ở một miệng núi lửa, theo Science Alert.

Năm 1974, nhà hóa học người Đức Axel Zeeck và đồng nghiệp người Thổ Nhĩ Kỳ Mithat Mardin đã chứng minh rằng sắc tố đỏ do vi khuẩn này tạo ra có đặc tính kháng khuẩn, khiến chúng trở thành vật liệu hấp dẫn để các nhà dược lý học nghiên cứu.

Thế nhưng để đi đến một loại thuốc có thế sử dụng được, về mặt kỹ thuật cũng như nguồn cung nguyên liệu, đầu tiên con người bắt buộc phải tổng hợp được các hợp chất liên quan trong phòng thí nghiệm.

Đó là β-naphthocyclinone và γ-naphthocyclinone. Đi kèm đó là một phương pháp để có thể tổng hợp được với số lượng lớn.

Chỉ đến bây giờ, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Tokyo mới có thể hoàn thành công việc này.

Giống như cái tên "phân tích tổng hợp ngược", nhóm nghiên cứu đã tìm cách chia nhỏ "cỗ máy" phức tạp là sắc tố do vi khuẩn Streptomyces arenae tạo ra, nhằm tìm ra các khối xây dựng cơ bản cho hợp chất này.

Từ đó, họ tạo ra các khối xây dựng đó bằng các phương pháp nhân tạo trước khi mô phỏng lại, rồi "lắp ráp" - tức tổng hợp chúng - thành thứ tương tự những gì thiên nhiên đã làm.

Tổng hợp kháng sinh trong phòng thí nghiệm có thể giúp sản xuất chúng với số lượng lớn hơn để sử dụng trong y tế và nghiên cứu, vì chắc chắn những con vi khuẩn trong miệng núi lửa ở Cameroon không thể tạo ra đủ thuốc cho cả nhân loại.

Ngoài ra, quy trình này còn tạo điều kiện để các nhà khoa học hiệu chỉnh loại thuốc đó theo cách mà họ muốn sử dụng nó, cũng như cung cấp một khuôn mẫu để tổng hợp các loại thuốc khác có cấu trúc tương tự.

Những nỗ lực tiếp theo theo hướng này đang được tiến hành trong phòng thí nghiệm của chúng tôi" - nhà hóa học Yoshio Ando, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.

Nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí khoa học Angewandte Chemie International Edition.

Anh Thư