Thể thực khuẩn

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Cấu trúc của một loại thể thực khuẩn điển hình
Chu kỳ giải phẫu và nhiễm trùng của thể T4.

Thể thực khuẩn là tên gọi của một tập hợp các loài virus chuyên kí sinh vi khuẩn.[1], [2]

Thuật ngữ này trong tiếng Anhbacteriophage xuất sứ từ tiếng Hy Lạp: bacterium (vi khuẩn) ghép với φαγεῖν (phagein nghĩa là ăn, nuốt), nghĩa đen là loại vật thể ăn vi khuẩn. Ở Việt Nam, thuật ngữ này còn được gọi là "thực khuẩn thể" hoặc "thể ăn khuẩn".[3] Một số tài liệu chuyên ngành gọi tắt là "phague".

Đặc điểm cơ bản[sửa | sửa mã nguồn]

  • Thể thực khuẩn riêng lẻ không được coi là một sinh vật. Cũng như virus, chúng chỉ có biểu hiện sống khi kí sinh trong vật chủ thích hợp. Các nhà khoa học đã từng "cô đặc" virus thành dạng như tinh thể, lưu giữ được rất lâu dài.
  • Mỗi thể thực khuẩn cũng như virus có vật chất di truyền (bộ gen) chỉ thuộc một loại ADN hoặc ARN, mà không có cả 2 như ở mọi sinh vật khác.
  • Thể thực khuẩn (cũng như virus) không có cấu tạo tế bào, không có hệ giải mã và dịch mã di truyền riêng biệt.
  • Thể thực khuẩn (cũng như virus) không có cấu trúc giúp nó tự di động, mà hoàn toàn bị phát tán bởi tác nhân bên ngoài (qua không khí, dòng nước, tiếp xúc ...).
  • Chúng không hề lớn lên được, nghĩa là không tăng được kích thước "cơ thể".

Thể thực khuẩn là một trong những thực thể phổ biến và đa dạng nhất trong sinh quyển[4]. Thể thực khuẩn là những virut phổ biến, được tìm thấy ở bất cứ nơi đâu có vi khuẩn. Người ta ước tính có hơn 1031 thể thực khuẩn trên hành tinh, nhiều hơn tất cả các sinh vật khác trên trái đất, bao gồm vi khuẩn.[5]

Các thể được phân bố rộng rãi tại các địa điểm được tập trung đông đúc bởi các vi khuẩn chủ như đất hoặc trong ruột vật nuôi. Một trong những nguồn tự nhiên lớn nhất cho các loại vi rút gây bệnh và các loại virut khác là nước biển, nơi có tới 9 × 10^8 virion / ml được tìm thấy trong thảm vi sinh vật[6], và tới 70% vi khuẩn biển có thể bị nhiễm vi khuẩn.[7] Chúng đã được sử dụng trong hơn 90 năm để thay thế cho kháng sinh ở Liên Xô cũ và Trung Âu, cũng như ở Pháp.[8] Chúng được xem như một liệu pháp có hiệu quả đối với nhiều chủng kháng thuốc của nhiều loại vi khuẩn.[9] Tuy nhiên, các thể của Inoviridae đã cho thấy phức tạp các màng sinh học liên quan đến viêm phổi và xơ nang, và giữ cho vi khuẩn khỏi các loại thuốc có tác dụng diệt trừ bệnh và thúc đẩy sự nhiễm trùng liên tục.[10]

Phân loại[sửa | sửa mã nguồn]

Thể thực khuẩn xuất hiện nhiều trong sinh quyển, với các virion, bộ gen và lối sống khác nhau. Các thể được phân loại bởi Ủy ban Quốc tế về Phân loại Virus (ICTV) theo hình thái học và axit nucleic. 

Mười chín họ hiện đang được ICTV công nhận nhiễm khuẩn và vi khuẩn. Trong số này, chỉ có hai họ có RNA bộ gen, và chỉ có năm gia đình được bao bọc. Trong số những họ virus có bộ gen DNA, chỉ có hai bộ gen đơn. Tám phần trăm các họ có bộ gen DNA có bộ gen hình tròn, trong khi 9 bộ gen có tuyến tính. Chín họ chỉ lây nhiễm vi khuẩn, chỉ có 9 vi khuẩn cổ và chỉ có một (Tectiviridae) nhiễm cả vi khuẩn và archaea.

Thể thực khuẩn P22, một thành viên của Podoviridae theo hình thái học do đuôi ngắn, không bị co bóp.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Năm 1896, Ernest Hanbury Hankin báo cáo rằng một cái gì đó trong vùng sông Ganges và Yamuna ở Ấn Độ đã đánh dấu hành động kháng khuẩn chống lại bệnh tả và có thể đi qua một bộ lọc sứ rất tốt.[11] Năm 1915, nhà nghiên cứu vi khuẩn học người Anh, Frederick Twort, Tổng giám đốc Tổ chức Brown ở London, phát hiện ra một bộ phận nhỏ đã nhiễm và giết chết vi khuẩn. Ông tin rằng thành viên phải là một trong những người sau đây:

  1. một giai đoạn trong vòng đời của vi khuẩn;
  2. một loại enzim sản xuất bởi chính vi khuẩn; 
  3. hoặc là một loại virut phát triển và tiêu diệt vi khuẩn.[12]

Nghiên cứu của Twort bị gián đoạn bởi sự khởi đầu của Chiến tranh thế giới lần thứ nhất và sự thiếu hụt tài chính. Độc lập, nhà vi sinh vật học người Pháp-Canada Félix d'Hérelle, làm việc tại Viện Pasteur ở Paris, công bố vào ngày 3 tháng 9 năm 1917 rằng ông đã phát hiện ra "một vi khuẩn đối kháng vô trùng của bệnh kiết lị". Đối với d'Hérelle, không có câu hỏi gì về bản chất của phát hiện của ông: "Trong nháy mắt tôi đã hiểu: những gì gây ra các điểm sáng của tôi thực sự là một vi khuẩn vô hình."[13].. một vi khuẩn ký sinh trùng trên vi khuẩn." D'Hérelle gọi loại vi khuẩn này là vi khuẩn ăn thực vật hoặc người ăn vi khuẩn (từ phagein Hy Lạp có nghĩa là ăn). Ông cũng ghi lại một bài diễn văn kịch liệt về một người đàn ông mắc chứng kiết đã được phục hồi sức khoẻ bằng các vi khuẩn[13](trang 44-59). Đó là D'Herelle, người đã tiến hành nhiều nghiên cứu về thể thực khuẩn và đưa ra khái niệm về liệu pháp gây mê.[14]

Năm 1969, Max Delbrück, Alfred Hershey và Salvador Luria được trao giải Nobel về Sinh lý học hoặc Y khoa cho những khám phá về sự sao chép của virus và cấu trúc di truyền của chúng.[15]

Liệu pháp các thể[sửa | sửa mã nguồn]

Các thể được phát hiện là các chất kháng khuẩn và được sử dụng ở Cộng hòa Xô Viết cũ của Gruzia (do Giorgi Eliava tiên phong với sự trợ giúp của đồng phát hiện ra vi khuẩn khuẩn Felix d'Herelle) và Hoa Kỳ trong những năm 1920 và 1930 để điều trị vi khuẩn nhiễm trùng. Họ đã sử dụng rộng rãi, bao gồm cả việc điều trị những người lính trong Hồng quân. Tuy nhiên, chúng đã bị bỏ rơi vì sử dụng chung ở phương Tây vì một số lý do:

  • Các thử nghiệm y tế đã được thực hiện, nhưng sự thiếu hiểu biết cơ bản về các loại thực phẩm làm cho chúng không hợp lệ.[16]  
  • Kháng sinh được phát hiện và giới thiệu rộng rãi. Họ đã được dễ dàng hơn để thực hiện, lưu trữ và để quy định
  • Các nghiên cứu trước đây của Liên Xô vẫn tiếp tục, nhưng các ấn bản chủ yếu bằng tiếng Nga hoặc Gruzia và đã không có mặt trên thế giới trong nhiều năm.

Việc sử dụng của họ đã tiếp tục kể từ khi Chiến tranh Lạnh kết thúc ở Georgia và các nơi khác ở Trung và Đông Âu. Cuộc thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên mù đôi đã được công bố trên tạp chí Journal of Wound Care vào tháng 6 năm 2009 đánh giá tính an toàn và hiệu quả của một loại cocktail vi khuẩn để điều trị loét chân tĩnh mạch ở bệnh nhân ở người.[17] FDA chấp thuận nghiên cứu như một thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn I. Các kết quả nghiên cứu chứng minh sự an toàn của việc áp dụng các liệu pháp điều trị vi khuẩn nhưng không cho thấy hiệu quả. Các tác giả giải thích rằng việc sử dụng một số hóa chất nhất định là một phần của việc chăm sóc vết thương tiêu chuẩn (ví dụ lactoferrin hoặc bạc) có thể đã can thiệp vào khả năng sống sót của vi khuẩn. Một thử nghiệm lâm sàng được kiểm soát ở Tây Âu (điều trị nhiễm trùng tai do Pseudomonas aeruginosa) được báo cáo ngay sau khi đăng trên tạp chí Clinical Otolaryngology vào tháng 8 năm 2009[18]. Nghiên cứu kết luận rằng các chế phẩm thể thực khuẩn là an toàn và hiệu quả trong điều trị nhiễm trùng tai mạn tính ở người. Ngoài ra, đã có rất nhiều động vật và các thử nghiệm lâm sàng thực nghiệm khác đánh giá hiệu quả của thể thực khuẩn đối với các bệnh khác nhau, như bỏng và vết thương do nhiễm khuẩn, và chứng xơ phổi liên quan đến xơ phổi.[18] Trong khi đó, các nhà nghiên cứu vi khuẩn đang phát triển các loại virut có khả năng vượt qua sự kháng thuốc và thiết kế các gen gây bệnh cho các enzyme mã hoá làm suy giảm ma trận của màng sinh học, các protein cấu trúc của thể và các enzyme chịu trách nhiệm phân lập thành tế bào vi khuẩn. Đã có kết quả cho thấy rằng các thể T4 có kích thước nhỏ và đuôi ngắn có thể hữu ích trong việc phát hiện E.coli trong cơ thể người.[19]

D'Herelle "đã nhanh chóng tìm hiểu được rằng thể thực khuẩn được phát hiện ở bất cứ nơi nào vi khuẩn phát triển: trong cống rãnh, trong các dòng sông chảy xuống dòng chảy của chất thải từ đường ống, và trong các phân của bệnh nhân hồi phục." [20] Điều này bao gồm các dòng sông truyền thống được cho là có khả năng chữa bệnh, bao gồm cả sông Ganges của Ấn Độ.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ "Sinh học Campbell", NXB Giáo dục, 2010.
  2. ^ Phạm Thành Hổ: "Di truyền học", NXB Giáo dục, 1998.
  3. ^ 33 "Sinh học" 10, 12 - NXB Giáo dục, 2016.
  4. ^ Bacteriophage: Genetics and Molecular Biology. ISBN 978-1-904455-14-1. [1]. 
  5. ^ “Bacteriophage therapy treats patient near death with MDR Acinetobacter baumannii - Outbreak News Today” (bằng tiếng Anh). Outbreak News Today. 25 tháng 4 năm 2017. Bản gốc lưu trữ ngày 2 tháng 8 năm 2017. Truy cập 21 tháng 12 năm 2017. 
  6. ^ “Virioplankton: Viruses in Aquatic Ecosystems”. doi:10.1128/MMBR.64.1.69-114.2000. 
  7. ^ Prescott, L. (1993). Microbiology, Wm. C. Brown Publishers, ISBN 0-697-01372-3
  8. ^ BBC Horizon (1997): The Virus that Cures – Documentary about the history of phage medicine in Russia and the West
  9. ^ “Phage Therapy: Concept to Cure”. 2012. tr. 238. doi:10.3389/fmicb.2012.00238. 
  10. ^ “Bacteria and bacteriophages collude in the formation of clinically frustrating biofilms”. Truy cập 21 tháng 12 năm 2017. 
  11. ^ Hankin E H. (1896). “L'action bactericide des eaux de la Jumna et du Gange sur le vibrion du cholera”. Annales de l'Institut Pasteur (bằng tiếng Pháp): 511–523. 
  12. ^ “An Investigation on the Nature of Ultra-Microscopic Viruses”. The Lancet: 1241–1243. 1915. doi:10.1016/S0140-6736(01)20383-3. 
  13. ^ a ă “Sur un microbe invisible antagoniste des bacilles dysentériques”. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences de Paris: 373-375. 1917. 
  14. ^ “Felix d’Herelle and Our Microbial Future”. Future Microbiology: 1337–1339. 2012. doi:10.2217/fmb.12.115. 
  15. ^ “The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969”. Nobel Foundation. Truy cập ngày 28 tháng 7 năm 2007. 
  16. ^ “Phage Therapy in Clinical Practice: Treatment of Human Infections”. Current Pharmaceutical Biotechnology: 69–86. Ngày 1 tháng 01 năm 2010. doi:10.2174/138920110790725401. 
  17. ^ “Bacteriophage therapy of venous leg ulcers in humans: results of a phase I safety trial.”. Journal of wound care: 237–238, 240–243. Tháng 06 năm 2009. doi:10.12968/jowc.2009.18.6.42801. 
  18. ^ a ă “A controlled clinical trial of a therapeutic bacteriophage preparation in chronic otitis due to antibiotic-resistant Pseudomonas aeruginosa; a preliminary report of efficacy”. Clinical Otolaryngology: 349–357. Tháng 08 năm 2009. doi:10.1111/j.1749-4486.2009.01973.x. 
  19. ^ “Surface plasmon resonance detection of E. coli and mathicillin-resistant S. aureus bacteriophages”. Elsevier. Tháng 04 năm 2012. doi:10.1371/journal.pgen.0030078. 
  20. ^ The Forgotten Cure: The past and future of phage therapy, 2012 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]