Lịch sử khám phá và sản xuất thuốc kháng sinh có nguồn gốc từ Streptomyces được bắt đầu với streptothricin do xạ khuẩn Streptomyces lavendulae sinh ra và sau đó là streptomycin từ xạ khuẩn S. griseus, từ đó cho đến ngày nay có đến 80% số thuốc kháng sinh đang dùng là từ Streptomyces, chẳng hạn như streptomycin, cephalosporin, neomycin, vancomycin, kanamycin, bleomycin. Nystatin được phân lập từ S. noursei vào năm 1950 và đang được dùng rất hiệu quả để chữa các bệnh do nấm gây ra, đặc biệt là nhiễm nấm Candidasp. trên da bao gồm phát ban, bệnh nhiễm trùng miệng và nhiễm nấm âm đạo. Daptomycin được phát hiện vào cuối những năm 1980, đến 10 năm sau, nó được sản xuất từ S. roseosporus. Daptomycin là một loại kháng sinh diệt khuẩn phổ rộng có tác dụng chống lại vi khuẩn gây nhiễm trùng máu Staphylococcus aureus kháng thuốc methicillinvà các Enterococcus kháng thuốc vancomycin. Hiện tại, daptomycin được dùng để điều trị cho những bệnh nhân nhiễm trùng da và cấu trúc da, nhiễm khuẩn và nhiễm khuẩn huyết.
Kể từ khi phát hiện kháng sinh đầu tiên từ Streptomyces, các loài xạ khuẩn thuộc giống này được quan tâm nghiên cứu nhiều hơn và được biết đến như nguồn dược liệu tự nhiên có hoạt tính sinh học. Do đó, cũng đã có rất nhiều nghiên cứu về thành phần dinh dưỡng, điều kiện môi trường nuôi cấy, nghiên cứu về sinh học phân tử để thu được khối lượng lớn các chất mong muốn từ sinh khối của xạ khuẩn này. Cacbon (C) và nitơ (N) là những nguyên tố thiết yếu quan trọng nhất cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, trong đó có Streptomyces.
Streptomnyces có thể sử dụng tinh bột, glucose, sucrose, maltose, lactose, axit hữu cơ và rượu ethylic làm nguồn C, và sodium nitrate, axit aspartic, axit glutamic làm nguồn N cho sinh trưởng và sinh chất KS neomycin. Ba nguồn N khác nhau là ammonium sulphate ((NH4)2SO4), ammonium nitrate (NH4NO3) và sodium nitrate (NaNO3) được sử dụng cho nghiên cứu sinh trưởng và sản sinh nystatin của S. noursei. Chủng xạ khuẩn này có khả năng đồng hóa cả ba nguồn N thử nghiệm. Tuy nhiên, mỗi loài sử dụng nguồn dinh dưỡng C, N không giống nhau. Thực tế, các nguồn C và N khác nhau ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và hiệu quả sinh chất KS cũng khác nhau. Nồng độ các cơ chất thiết yếu như C, N cũng có những ngưỡng giới hạn đối với từng loài vi sinh vật. Ở nồng độ 3,5 g/l00 ml dextrose làm giảm số lượng chất KS của Streptomyces sp. LH9, trong khi ở nồng độ 2 g/100 ml thì chủng này sinh kháng sinh ở mức cao nhất. Khoảng pH 6,5-8 được coi là thích hợp cho Streptomyces sinh trưởng và sinh tổng hợp chất kháng sinh.
Tuy nhiên, chủng Streptomyces sp. MS-266 có pH tối ưu là 6. Mỗi loài đều có dải nhiệt độ tối ưu riêng, đa số nhiệt độ sinh trưởng và sinh chất có hoạt tính sinh học của Streptomyces tối ưu là 25-35oC. Nghiên cứu của Singh và cộng sự cho thấy, chủng S. sannanensis SU118 có nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và sinh KS tốt nhất ở 28°C, trong khi chủng Streptomyces KGG32 có nhiệt độ tối ưu là 30oC.
Từ nghiên cứu sàng lọc các chủng có sinh các chất hoạt tính trước đó, chủng xạ khuẩn sống cùng hải miên có sinh các chất kháng khuẩn phổ rộng và được xác định là Streptomyces sp. chủng HM9. Để hướng tới nghiên cứu sản xuất kháng sinh phổ rộng từ chủng xạ khuẩn biển tiềm năng này, nghiên cứu tiến hành khảo sát môi trường dinh dưỡng nhằm tối ưu chủng HM9 với một số nguồn C và N khác nhau trên môi trường starch casein broth-SCB và pH 7,6 nuôi cấy ở nhiệt độ phòng, thử nghiệm kháng khuẩn với Bacillussubtilis ATCC 6633 và vi khuẩn gây bệnh cơ hội thuộc chi Vibrio phân lập từ nước biển tại khu vực nuôi cá bè trên vịnh Nha Trang.
Trong nghiên cứu này, xạ khuẩn biển Streptomyces HM9 phân lập từ hải miên được tối ưu hóa môi trường với một số nguồn cacbon (C) và nitơ (N) khác nhau nhằm đánh giá khả năng sinh chất kháng sinh phổ rộng. Tinh bột và (NH4)2SO4là nguồn C và N thích hợp cho sinh trưởng của HM9. Tinh bột và casein thích hợp cho chủng HM9 kháng lại vi khuẩn Vibrio, trong khi lactose và NH4Cl tác động tốt nhất đến hoạt động kháng khuẩn của HM9 đối với chủng kiểm định chuẩn Bacillussubtilis ATCC 6633. Không có sự trùng lặp về các chất làm nguồn C cũng như N đối với khả năng sinh kháng sinh của chủng HM9 kháng lại vi khuẩn Gram dương và Gram âm, điều đó cho thấy có thể chủng HM9 sử dụng các nguồn C và N khác nhau để sinh ra các chất kháng sinh khác nhau. Đây là công bố đầu tiên về xạ khuẩn biển sử dụng các nguồn C, N để sinh chất kháng sinh kháng vi khuẩn kiểm định Gram dương và vi khuẩn gây bệnh cơ hội Gram âm nhóm Vibriophân lập từ ngoài môi trường nuôi hải sản. Kết quả này là cơ sở cho những nghiên cứu ứng dụng khai thác chất KS làm thuốc chữa bệnh hoặc sử dụng xạ khuẩn biển trong bảo quản hải sản.
|