Ảnh minh họa: Internet

Trong những năm qua, việc lạm dụng khángsinh để phòng trị bệnh nhiễm khuẩn đã gây ra nhiều tình trạng bất lợi trong y tế, chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản. Điều này có thể dẫn đến sự xuất hiện nhanh chóng của các mầm bệnh có khả năng kháng thuốc, kháng kháng sinh mạnh. Do đó, nhu cầu ngày càng tăng đối với các loại kháng sinh mới cho thấy công cuộc nghiên cứu phân lập và sàng lọc các chủng vi sinh vật nhằm tạo ra các hợp chất kháng sinh mới là nhiệm vụ cấp bách hàng đầu.

Giữa các nguồn vi sinh vật được sử dụng rộng rãi trong thực tế để sản xuất kháng sinh thì xạ khuẩn đóng góp khoảng 70% nguồn kháng sinh tự nhiên và cũng là nguồn tạo ra nhiều hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học khác như enzyme, chất ức chế enzyme, chất điều hòa miễn dịch, chất chống oxy hóa, chống ung thư,... Xạ khuẩn (Actinobacteria) là một nhóm lớn bao gồm các vi khuẩn gram dương, hiếu khí, có tỷ lệ G-C cao trong DNA, có khả năng hình thành các sợi phân nhánh hoặc sợi nấm và bào tử vô tính. Các chất chuyển hóa thứ cấp có hoạt tính sinh học do vi sinh vật tạo ra được báo cáo là khoảng 23.000, trong đó có tới 10.000 hợp chất được tạo ra bởi xạ khuẩn (chiếm 45%). Trong tất cả các loài xạ khuẩn, khoảng 7.600 hợp chất được tạo ra bởi các loài thuộc chi Streptomyces, đặc biệt là các kháng sinh với hoạt tính mạnh. Vì vậy mà chi Streptomyces được biết đến như là nguồn kháng sinh phổ biến nhất, cung cấp khoảng 2/3 lượng kháng sinh tự nhiên cho ứng dụng trong y tế, nông nghiệp và thú y. Nhiều loại kháng sinh được tạo ra bởi xạ khuẩn đã được báo cáo như novobiocin, amphotericin, streptomycin, vancomycin, neomycin, gentamycin, chloramphenicol, tetracycline, erythromycin, nystatin,... Các chủng xạ khuẩn mới từ các hệ sinh thái hoặc môi trường sống chưa được khám phá được coi là nguồn rất quan trọng của các hợp chất sinh học mới.

Hệ sinh thái rừng ngập mặn là nguồn tiềm năng để phân lập xạ khuẩn sản xuất kháng sinh. Rừng ngập mặn là một hệ sinh thái đặc biệt phân bố ven biển các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, nơi có hàm lượng chất hữu cơ cao hỗ trợ cho sự đa dạng của quần xã thực vật, động vật và vi sinh vật. Nhiều nghiên cứu cho rằng sự căng thẳng đối với sinh vật do sự biến động nhanh chóng của các yếu tố môi trường trong rừng ngập mặn, chẳng hạn như nhiệt độ, độ mặn và hàm lượng oxy có thể thúc đẩy sự xuất hiện của các loài mới. Tình trạng này tạo ra nhiều vi sinh vật mới bao gồm cả xạ khuẩn có chứa các con đường trao đổi chất đặc biệt để thích nghi, dẫn đến việc sản xuất ra các hợp chất chuyển hóa mới có giá trị.

Rừng ngập mặn toàn cầu phân bố chủ yếu ở Châu Á (42%), Châu Phi (20%), Bắc và Trung Mỹ (15%), Châu Đại Dương (12%) và Nam Mỹ (11%), bao phủ khoảng 60-75% bờ biển của các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. Việt Nam là một trong các quốc gia có diện tích rừng ngập mặn lớn với tổng diện tích khoảng 200.000 ha và là một trong 16 quốc gia có mức độ đa dạng sinh học cao trên thế giới.

Khánh Hòa là một khu vực nằm sát biển với nhiều khu rừng ngập mặn có tiềm năng trong việc khai thác nguồn xạ khuẩn mới có khả năng sinh các hợp chất có hoạt tính sinh học. Trước năm 1975, toàn tỉnh Khánh Hòa có diện tích rừng ngập mặn ước tính khoảng 3000 ha. Nhưng trong giai đoạn 1990-2000, nhiều khu rừng ngập mặn đã bị chặt phá để xây dựng ao nuôi trồng thủy sản và đến năm 2000, tỉnh chỉ còn 100 ha rừng ngập mặn và đang phải chống chịu trước tình hình biến đổi khí hậu đang diễn ra mạnh mẽ trên toàn thế giới. Trước tình hình đó, việc đẩy mạnh các nghiên cứu phân lập và sàng lọc các hợp chất kháng sinh mới từ xạ khuẩn rừng ngập mặn luôn được khuyến khích. Trong những năn gần đây, đã có một vài nghiên cứu về các vi khuẩn sinh tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học từ rừng ngập mặn Khánh Hòa, nhưng mối quan tâm này đối với xạ khuẩn còn hạn chế. Vì vậy, cần có nhiều nghiên cứu hơn để khai thác triệt để tiềm năng của xạ khuẩn rừng ngập mặn trong việc sản xuất các hợp chất sinh học mới.

Đã phân lập được 46 chủng xạ khuẩn từ 9 mẫu bùn rừng ngập mặn khu vực tỉnh Khánh Hoà. Tổng cộng 18/46 chủng (39%) thể hiện hoạt tính đối kháng với các chủng kiểm định và chủng A18 có hoạt tính đối kháng mạnh nhất với đường kính vòng kháng 18,17 ± 0,29 mm và 19,67 ± 0,58 mm lần lượt với 2 chủng kiểm định là S. aureus ATCC 25923 và B. subtilisATCC 6633. Phân loại sơ bộ và định danh sinh học phân tử thông qua phân tích trình tự gen 16S rRNA xác định chủng A18 là Streptomyces griseorubens với độ tương đồng là 99,78% khi so sánh với trình tự gen 16S rRNA của các loài xạ khuẩn có sẵn trên Genbank. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa trong việc tìm ra các loài xạ khuẩn từ rừng ngập mặn có khả năng sinh ra các hợp chất có hoạt tính sinh học mới, ứng dụng cho sản xuất các hợp chất kháng sinh mới chống lại vi khuẩn và nấm gây bệnh kháng kháng sinh đang xuất hiện ngày càng nhiều.