KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHỦNG PROBIOTIC ĐỐI VỚI VI KHUẨN SINH MEN B-LACTAMASE PHỔ RỘNG (ESBL)

Năm 1965, Lilly và Stillwell đưa ra khái niệm "probiotic", bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “pro bios” có nghĩa là "cho cuộc sống". Định nghĩa về probiotic đã phát triển theo thời gian, song song với sự quan tâm ngày càng tăng trong việc sử dụng các chất bổ sung từ vi khuẩn và hiểu biết về cơ chế hoạt động của chúng. Henry Tissier, một bác sĩ nhi khoa người Pháp, đã quan sát thấy một số vi khuẩn đặc trưng hình chữ Y xuất hiện với số lượng ít trong mẫu phân của trẻ em bị tiêu chảy, nhưng có mặt với số lượng nhiều ở những trẻ em khỏe mạnh. Ông đề nghị rằng những vi khuẩn này có thể được sử dụng cho bệnh nhân bị tiêu chảy để giúp khôi phục lại hệ vi khuẩn đường ruột khỏe mạnh. Loài vi khuẩn này được đặt tên là Bacillus bifidus.

Hầu hết các chủng vi sinh vật probiotic thuộc về các chi Lactobacillus và Bifdobacterium. Bên cạnh đó, một số khác vi khuẩn và một số nấm men cũng có đặc tính probiotic. Lactobacilli và Bifidobacteria là những vi khuẩn sinh acid lactic Gram dương tạo thành một hàng rào lớn hệ vi khuẩn đường ruột trên động vật và người. Lactobacilli xuất hiện tự nhiên hoặc được chủ động thêm vào như là giống khởi động trong sữa và sản phẩm từ sữa chưa qua tiệt trùng như phô mai, sữa chua và sữa lên men. Loài Leuconostoc, Lactobacillus và Pediococcus rất cần thiết cho việc sản xuất các sản phẩm rau quả lên men (ví dụ như miso, nước tương, rau muối chua và kim chi). Acid lactic là sản phẩm cuối cùng chuyển hóa quan trọng nhất của quá trình lên men bởi vi khuẩn acid lactic.

Để khắc phục tình trạng kháng penicillin, người ta đã nghiên cứu và phát triển ra kháng sinh thay thế đó là beta-lactam. Tuy nhiên, trường hợp kháng methicillin chung Staphylococcus aureus (MRSA) đã được xác định sau một thập kỷ, ở Anh vào năm 1962 và tại Mỹ năm 1968. Vancomycin đã được đưa vào thực hành lâm sàng vào năm 1972 để điều trị kháng methicillin ở cả S. aureus và tụ cầu có coagulase âm tính. Từ năm 1979 đến năm 1983 trường hợp kháng vancomycin đã được công bố ở một số chung staphylococci có coagulase âm tính.

Từ cuối những năm 1960 đến đầu những năm 1980, ngành công nghiệp dược phẩm chứng kiến sự chậm trễ trong việc phát triển các kháng sinh mới và sự kháng thuốc đã trở thành một thách thức nghiêm trọng trên toàn cầu. Tỷ lệ kháng kháng sinh ở vi khuẩn Gram âm gây ra hầu hết các nhiễm trùng trong bệnh viện đã tăng lên đáng kể. Nhiễm trùng do Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa và Acinetobacter baumannii kháng với nhiều loại kháng sinh khác nhau ngày càng gia tăng. Nghiên cứu của Livermore (2004) chỉ ra tình hình kháng kháng sinh ở Châu Âu đã trở nên báo động hơn so với Bắc Mỹ.

ESBL là enzyme do vi khuẩn tạo ra. Enzyme này có khả năng thủy phân các kháng sinh nhóm beta-lactam, bao gồm penicillin, cephalosporin thế hệ 1, 2, 3 và aztreonam. Việc này khiến các kháng sinh này mất tác dụng, dẫn đến vi khuẩn kháng thuốc. Cơ chế kháng thuốc của ESBL là một thách thức lớn trong điều trị nhiễm khuẩn, đòi hỏi các giải pháp mới để đối phó với tình trạng kháng kháng sinh ngày càng gia tăng.

Một trong những cơ chế chính của probiotic là tăng cường chức năng rào cản của ruột. Điều này giúp ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn gây bệnh vào cơ thể. Probiotic cũng cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh để giành lấy vị trí bám dính trên niêm mạc ruột và chất dinh dưỡng, từ đó ức chế sự phát triển của chúng. Cạnh tranh là một chức năng rất quan trọng để bảo vệ tế bào biểu mô khỏi bị tấn công bởi vi khuẩn gây bệnh. Các probiotic cạnh tranh với vi khuẩn gây bệnh về vị trí bám dính, dinh dưỡng và các yếu tố tăng trưởng. Sự cạnh tranh có thể xảy ra ở nhiều vị trí khác nhau, bao gồm niêm mạc ruột, lumen ruột và hệ thống bạch huyết.

Probiotic có thể kích thích hệ miễn dịch, giúp cơ thể chống lại nhiễm trùng hiệu quả hơn. Chúng cũng có thể sản xuất các chất ức chế vi khuẩn như acid lactic, bacteriocin và hydrogen peroxide, giúp tiêu diệt hoặc ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh. Probiotic có thể tương tác với các tế bào miễn dịch trong ruột, chẳng hạn như tế bào lympho và tế bào tua. Sự tương tác này có thể kích thích sản xuất các cytokine, là các protein tín hiệu giúp điều chỉnh phản ứng miễn dịch. Probiotic cũng có thể tăng cường chức năng của hàng rào biểu mô ruột, ngăn chặn sự xâm nhập của vi khuẩn vào cơ thể.

Bacteriocin là các protein hoặc peptide kháng khuẩn được sản xuất bởi một số chủng vi khuẩn, đặc biệt là vi khuẩn sinh acid lactic. Chúng có thể ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác, bao gồm cả vi khuẩn gây bệnh. Một số bacteriocin có hoạt tính kháng khuẩn mạnh mẽ đối với vi khuẩn ESBL.

Các chủng vi khuẩn được sử dụng trong nghiên cứu bao gồm các chủng probiotic được phân lập và các chủng vi khuẩn chỉ thị sinh ESBL (Escherichia coli, Salmonella Newport, Salmonella Bovismorbificans). Các phương pháp nghiên cứu bao gồm sàng lọc các chủng probiotic có khả năng kháng khuẩn, khảo sát một số hoạt tính của các chủng sàng lọc và khảo sát khả năng kháng khuẩn của chủng tuyển chọn bằng phương pháp nuôi cấy đồng thời.

Kết quả nghiên cứu cho thấy một số chủng probiotic có khả năng kháng khuẩn đối với các chủng vi khuẩn sinh ESBL. Đặc biệt, chủng Lactobacillus pentosus (L33.5) vừa có khả năng kháng cả 3 chủng vi khuẩn sinh ESBL vừa mang hoạt tính cao của chủng probiotic. Số lượng vi khuẩn sinh ESBL giảm rõ rệt khi được nuôi cấy đồng thời với Lactobacillus pentosus (L33.5).

Sau thời gian 6 tháng bảo quản chủng Lactobacillus pentosus (L33.5) bằng phương pháp đông khô có tỉ lệ sống cao 96,80%. Đồng thời, chế phẩm men vi sinh Lactobacillus pentosus (L33.5) phối trộn trên nền sữa bột có tỷ lệ sống đạt 81,25% sau 3 tuần bảo quản. Điều này chứng tỏ tiềm năng của chủng probiotic này trong việc tạo ra các sản phẩm men vi sinh ổn định và hiệu quả.

Việc sử dụng probiotic như một liệu pháp thay thế kháng sinh đang ngày càng được quan tâm do tình trạng kháng kháng sinh gia tăng. Probiotic có thể giúp khôi phục lại sự cân bằng của hệ vi sinh vật đường ruột, tăng cường chức năng rào cản của ruột và kích thích hệ miễn dịch. Điều này có thể giúp cơ thể chống lại nhiễm trùng hiệu quả hơn.

Cần có thêm nhiều thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn để đánh giá hiệu quả và tính an toàn của liệu pháp probiotic trong điều trị nhiễm khuẩn ESBL. Các thử nghiệm này cần được thiết kế cẩn thận để đảm bảo tính khách quan và chính xác của kết quả. Các yếu tố cần được xem xét bao gồm chủng probiotic được sử dụng, liều lượng, thời gian điều trị và đối tượng bệnh nhân.

Sự an toàn của việc sử dụng các chủng probiotic cần được xem xét cẩn thận. Các chủng probiotic được sử dụng nên được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo rằng chúng không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào. Cần có thêm nghiên cứu để đánh giá đầy đủ về sự an toàn của probiotic.

Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc xác định các chủng probiotic có khả năng kháng khuẩn mạnh mẽ nhất đối với vi khuẩn ESBL. Cần có thêm nhiều nghiên cứu về cơ chế hoạt động của các chủng probiotic này để có thể tối ưu hóa việc sử dụng chúng trong điều trị và phòng ngừa nhiễm khuẩn ESBL.

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác định liều lượng, thời gian điều trị và phương pháp sử dụng probiotic hiệu quả nhất trong điều trị nhiễm khuẩn ESBL. Các nghiên cứu này cũng cần tập trung vào việc đánh giá tính an toàn của probiotic trên quy mô lớn và xác định các tác dụng phụ có thể xảy ra.

Nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của probiotic đối với vi khuẩn ESBL là một hướng đi đầy hứa hẹn trong cuộc chiến chống lại tình trạng kháng kháng sinh. Với những tiến bộ trong nghiên cứu và phát triển, probiotic có thể đóng vai trò quan trọng trong việc điều trị và phòng ngừa nhiễm khuẩn trong tương lai.