Các nhà khoa học đang khám phá ra một cách đáng ngạc nhiên để tác động đến vi khuẩn - không phải bằng cách tiêu diệt chúng, mà bằng cách thay đổi cách chúng giao tiếp. Các nhà nghiên cứu về vi khuẩn trong khoang miệng đã phát hiện ra rằng việc phá vỡ các tín hiệu hóa học được sử dụng trong "cuộc đối thoại" của vi khuẩn có thể làm thay đổi mảng bám răng theo hướng tạo ra các cộng đồng vi khuẩn khỏe mạnh hơn, ít gây hại hơn. Phát hiện này có thể mở ra cánh cửa cho các phương pháp điều trị mới giúp ngăn ngừa bệnh tật bằng cách duy trì hệ vi sinh vật cân bằng thay vì tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn.

Tất cả các sinh vật sống đều thích nghi để tồn tại, và vi khuẩn cũng không ngoại lệ. Trong nhiều thập kỷ, một số vi khuẩn đã dần trở nên kháng thuốc đối với các loại kháng sinh và chất khử trùng được sử dụng rộng rãi, tạo ra những thách thức nghiêm trọng cho y học và sức khỏe cộng đồng. Đồng thời, vô số loài vi khuẩn đóng vai trò hữu ích và thường rất quan trọng trong việc giữ cho cơ thể con người khỏe mạnh. Điều này đặt ra một câu hỏi quan trọng. Thay vì cố gắng loại bỏ vi khuẩn, liệu các nhà khoa học có thể tìm ra cách tác động đến hành vi của chúng để giảm bệnh tật và cải thiện sức khỏe?

Hình ảnh phân tích do máy tính tạo ra về vi khuẩn trên bề mặt răng. Khi quá trình giao tiếp giữa các vi sinh vật diễn ra bình thường, các loài gây bệnh sẽ phát triển (bên trái). Việc làm gián đoạn quá trình giao tiếp này (bên phải) sẽ thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn có lợi cho sức khỏe. Nguồn: Đại học Minnesota

Vi khuẩn không hề im lặng. Bên trong miệng người, khoảng 700 loài vi khuẩn khác nhau liên tục trao đổi thông tin thông qua một quá trình gọi là cảm ứng tập thể (quorum sensing). Sự giao tiếp hóa học này cho phép vi khuẩn phối hợp hành động của chúng theo nhóm. Nhiều vi khuẩn trong khoang miệng dựa vào các phân tử tín hiệu được gọi là N-acyl homoserine lactones (AHL) để gửi và nhận các thông điệp này.

Nghiên cứu về sự giao tiếp của vi khuẩn trong mảng bám răng

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota, Trường Khoa học Sinh học Twin Cities và Trường Nha khoa đã tiến hành nghiên cứu về cách thức vi khuẩn trong miệng giao tiếp và liệu sự giao tiếp đó có thể bị gián đoạn một cách có chủ đích hay không. Mục tiêu của họ là xác định xem việc can thiệp vào các tín hiệu này có thể giúp ngăn ngừa sự tích tụ mảng bám và hỗ trợ hệ vi sinh vật miệng khỏe mạnh hơn hay không. Kết quả nghiên cứu, được công bố trên tạp chí npj Biofilms and Microbiomes, cho thấy phương pháp này có thể định hình lại cách các bác sĩ suy nghĩ về việc điều trị các bệnh do vi khuẩn gây ra.

Những phát hiện chính từ nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một số mô hình quan trọng về cách thức vi khuẩn miệng giao tiếp và tự tổ chức:

• Vi khuẩn trong mảng bám răng tạo ra tín hiệu AHL ở những vùng giàu oxy (chẳng hạn như phía trên đường viền nướu), và những tín hiệu đó có thể được phát hiện bởi vi khuẩn sống ở những vùng nghèo oxy (bên dưới đường viền nướu).
• Việc loại bỏ tín hiệu AHL bằng cách sử dụng các enzyme chuyên biệt gọi là lactonase đã dẫn đến sự gia tăng các loài vi khuẩn có liên quan đến sức khỏe răng miệng tốt.
• Những kết quả này cho thấy rằng các enzyme được lựa chọn cẩn thận có thể được sử dụng để định hình lại cộng đồng vi sinh vật trong mảng bám răng và giúp duy trì sự cân bằng lành mạnh của vi sinh vật.

Mảng bám răng như một hệ sinh thái sống

"Mảng bám răng phát triển theo một trình tự, giống như một hệ sinh thái rừng," Mikael Elias, phó giáo sư tại Khoa Sinh học và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. "Các loài tiên phong như Streptococcus và Actinomyces là những loài định cư đầu tiên trong các quần xã đơn giản - chúng thường vô hại và liên quan đến sức khỏe răng miệng tốt. Các loài xâm chiếm muộn hơn, ngày càng đa dạng, bao gồm các vi khuẩn 'phức hợp đỏ' như Porphyromonas gingivalis, có liên quan chặt chẽ đến bệnh nha chu. Bằng cách phá vỡ các tín hiệu hóa học mà vi khuẩn sử dụng để giao tiếp, người ta có thể điều khiển quần xã mảng bám để duy trì hoặc quay trở lại giai đoạn liên quan đến sức khỏe."

"Điều đặc biệt đáng chú ý là sự sẵn có của oxy làm thay đổi mọi thứ," tác giả chính Rakesh Sikdar nói. “Khi chúng tôi ngăn chặn tín hiệu AHL trong điều kiện hiếu khí, chúng tôi thấy nhiều vi khuẩn có lợi cho sức khỏe hơn. Nhưng khi chúng tôi bổ sung AHL trong điều kiện kỵ khí, chúng tôi lại thúc đẩy sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh ở giai đoạn muộn. Cảm ứng số lượng có thể đóng vai trò rất khác nhau ở trên và dưới đường viền nướu, điều này có ý nghĩa quan trọng đối với cách chúng ta tiếp cận điều trị bệnh nha chu.”

Hướng tới các phương pháp điều trị mới dựa trên hệ vi sinh vật

Các nhà nghiên cứu dự định tiếp theo sẽ xem xét sự khác biệt trong tín hiệu vi khuẩn ở các vùng khác nhau trong miệng và giữa các bệnh nhân ở các giai đoạn khác nhau của bệnh nha chu. “Hiểu được cách các cộng đồng vi khuẩn giao tiếp và tự tổ chức cuối cùng có thể cung cấp cho chúng ta những công cụ mới để ngăn ngừa bệnh nha chu - không phải bằng cách tiêu diệt tất cả vi khuẩn trong miệng, mà bằng cách duy trì có chủ đích sự cân bằng vi sinh vật lành mạnh,” Elias nói. Nhóm nghiên cứu tin rằng chiến lược này cuối cùng có thể dẫn đến các liệu pháp cho các cơ quan khác của cơ thể, nơi sự mất cân bằng trong hệ vi sinh vật có liên quan đến bệnh tật và một số dạng ung thư.

Nguồn: ciencedaily.com