کشتن عفونت‌های مقاوم به دارو: دانشمندان 'پاشنه آشیل' باکتری‌های فوق‌العاده را شناسایی کردند
مطالعات اخیر روند نگران‌کننده‌ای را نشان می‌دهد: انتظار می‌رود تعداد مرگ و میر ناشی از باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک تا سال ۲۰۵۰ دو برابر شود.
در حال حاضر، بیش از ۱ میلیون نفر هر سال از این عفونت‌ها می‌میرند، و این باعث شده که محققان به دنبال استراتژی‌های جدید برای مقابله با این بحران رو به رشد بهداشت عمومی باشند.
یک مطالعه توسط دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو (UCSD) ضعف بالقوه‌ای در باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را افشا کرده است.
استاد گورول سوئل و تیم او با همکاری محققانی از دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه پومپئو فابرا در اسپانیا، باکتری باسیلوس سوبتیلیس را مورد بررسی قرار دادند.
کشتن باکتری‌های مقاوم به دارو
محققان هدف داشتند که بفهمند چرا انواع جهش‌یافته که مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیدا کرده‌اند، علی‌رغم داشتن یک مزیت ظاهری، از همتایان غیرمقاوم خود پیروز نمی‌شوند.
به طور شگفت‌آوری، آنها متوجه شدند که مقاومت آنتی‌بیوتیکی با معاوضه‌ای قابل توجه همراه است.
در حالی که چنین مقاومتی مزایای بقا را فراهم می‌کند، همچنین محدودیت‌های فیزیولوژیکی را تحمیل می‌کند که توانایی باکتری برای شکوفا شدن را مختل می‌کند.
این کشف که در مجله Science Advances منتشر شد، ممکن است راه‌های جدیدی برای مبارزه با مقاومت آنتی‌بیوتیکی ارائه دهد.
استاد سوئل، بخشی از دپارتمان زیست‌شناسی مولکولی UCSD، یافته‌های آنها را به عنوان یک "پاشنه آشیل" از باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک توصیف کرد.
تحقیقات تیم نشان می‌دهد که می‌توان این باکتری‌ها را هدف قرار داد تا از ایجاد مقاومت جلوگیری شود، ایده‌آل بدون تکیه بر آنتی‌بیوتیک‌ها یا مواد شیمیایی مضر.
این مطالعه به بررسی چگونگی ایجاد جهش‌های ژنتیکی خود به خودی که به باکتری‌ها امکان مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک را می‌دهد، پرداخت.
سوئل و تیم او به طور خاص بر روی نقش ریبوزوم‌ها— ماشین‌های سلولی کوچک است که برای سنتز پروتئین مهم هستند، تمرکز کردند.
تمام سلول‌ها، از جمله باکتری‌ها، به یون‌های باردار مانند منیزیم برای عملکرد درست نیاز دارند. ریبوزوم‌ها برای تثبیت و کارایی به منیزیم وابسته‌اند.
در تحقیق خود، محققان کشف کردند که ریبوزوم‌های جهش‌یافته که مقاومت آنتی‌بیوتیکی دارند، به شدت با آدنوزین تری‌فسفات (ATP) - مولکول انرژی ضروری برای عملیات سلولی - برای یون‌های منیزیم محدود رقابت می‌کنند.
این رقابت منجر به یک "کشاکش" در داخل سلول باکتری شد، جایی که کمبود منیزیم رشد انواع مقاوم به آنتی‌بیوتیک را بیشتر محدود می‌کند.
'پاشنه آشیل' باکتری‌های فوق‌العاده
تیم یک واریانت ریبوزومی به نام \"L22\" را در باسیلوس سوبتیلیس شناسایی کردند. آزمایش‌های آنها نشان داد که مبارزه این ریبوزوم جهش‌یافته برای منیزیم رشد آن را نسبت به واریانت وحشی به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
این یافته بر اهمیت یک بینش بحرانی تاکید دارد: در حالی که باکتری‌ها مقاومت پیدا می‌کنند، توانایی آنها در استفاده از منیزیم موجود برای تکثیر آنها حیاتی است.
با این دانش، محققان یک روش جدید برای مدیریت مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیشنهاد می‌کنند.
با شلات یا بستن یون‌های منیزیم در محیط باکتری‌ها، این ممکن است ممکن باشد که رشد انواع مقاوم را به طور انتخابی مهار کرد در حالی که باکتری‌های مفید نوع وحشی بدون آسیب باقی بمانند.
سوئل از یک درک بهتر از جنبه‌های مولکولی و فیزیولوژیکی باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک برای شناسایی روش‌های نوآورانه برای کنترل آنها بدون استفاده از داروهای سنتی یاد کرد.
در یک ابتکار مرتبط که در اکتبر اعلام شد، سوئل و تیمش در دانشگاه شیکاگو دستگاهی بیوالکترونیک معرفی کردند که از فعالیت الکتریکی طبیعی باکتری‌های پوستی استفاده می‌کند.
این نوآوری در کاهش عفونت‌های ناشی از استافیلوکوک اپیدرمیدیس، یک باکتری شایع مرتبط با عفونت‌های بیمارستانی و افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیک نشان داده شده است.
هر دو مطالعه بر پتانسیل استفاده از یون‌های باردار برای تنظیم رفتار باکتریایی تاکید می‌کند.
سوئل بر ضرورت بررسی چنین جایگزین‌های بدون دارو تاکید کرد و گفت، "ما در حال تمام شدن آنتی‌بیوتیک‌های موثر هستیم، و استفاده گسترده آنها باعث آلودگی در سراسر جهان، از جمله در اقیانوس‌ها و منابع آب ما شده است."
تحقیقات نشان می‌دهد که روش‌های جدید و پایدار برای کنترل عفونت‌های باکتریایی بدون تکیه بر آنتی‌بیوتیک‌ها ممکن و ضروری است.
