تحقیق می تواند منجر به تولید داروهای جدید غیر آنتی بیوتیکی برای مقابله با عفونت های بیمارستانی شود

طبق تحقیقاتی که در 14 آوریل 2009 در مجله Proceedings of the National Academies of Science منتشر شد، فقدان مقدار کافی ماده معدنی فسفات می تواند یک باکتری معمولی را به یک قاتل تبدیل کند. این یافته ها می تواند منجر به تولید داروهای جدیدی شود که به جای تلاش برای کشتن پاتوژن مقاوم به آنتی بیوتیک، آن را خلع سلاح می کند.

سودوموناس آئروژینوزا یکی از جدی ترین پاتوژن های بیمارستانی است. یکی از علل شایع عفونت های ریوی، همچنین در دستگاه روده 20 درصد از آمریکایی ها و 50 درصد از بیماران بستری در بیمارستان در ایالات متحده یافت می شود.

این یکی از صدها باکتری است که مجرای روده انسان را مستعمره می کند و معمولاً هیچ آسیب ظاهری ایجاد نمی کند. حتی ممکن است برای میزبان خود مفید باشد. با این حال، هنگامی که میزبان توسط یک بیماری، روش جراحی یا داروهای سرکوبگر سیستم ایمنی ضعیف شود، P. aeruginosa می تواند باعث عفونت، التهاب، سپسیس و مرگ شود.

چرا P. aeruginosa می تواند به طور ناگهانی میزبان خود را روشن کند، محققان تاکنون از آن فرار کرده اند. دانشمندان مدت‌هاست می‌دانستند که پس از یک عمل جراحی یا جراحی اندام، سطح فسفات معدنی کاهش می‌یابد. نویسندگان مقاله PNAS، به سرپرستی دانشمندان دانشگاه شیکاگو، این فرضیه را مطرح کردند که کاهش فسفات در مجرای روده ای تحت فشار، سیگنال کشنده شدن P. aeruginosa را می دهد.

برای آزمایش این نظریه، آنها به کرم ها (Caenorhabditis elegans) اجازه دادند از "چمنزار" P. aeruginosa و Escherichia coli که در محیط های کم فسفات و فسفات بالا رشد کرده اند تغذیه کنند. فقط کرم هایی که P. aeruginosa با سطوح پایین فسفات خوردند مردند.محققان این پدیده را «مرگ سرخ» نامیدند زیرا لکه‌های قرمز بزرگ غیرمنتظره قبل از مرگ کرم‌ها ظاهر شد.

الکساندر زابورین، نویسنده اصلی این مقاله گفت: «این یافته‌ها بینش جدیدی در مورد مکانیسم‌هایی ارائه می‌دهند که بوسیله آن P. aeruginosa می‌تواند از استعمارگر بی‌حال به یک پاتوژن کشنده تغییر مکان دهد. مطالعه و پژوهشگر متخصص در بخش جراحی دانشگاه شیکاگو.

جان آلوردی، نویسنده مسئول این مطالعه و استاد جراحی در مرکز پزشکی دانشگاه شیکاگو، می‌گوید: «تقریباً مثل این است که باکتری احساس می‌کند چه زمانی باید ضربه بزند. "این نباید تعجب آور باشد، زیرا این باکتری ها باهوش هستند و 2 میلیارد سال است که وجود دارند."

آلوردی توضیح داد باکتری ها به دنبال فسفات به عنوان یک ماده مغذی مهم هستند. و به جای تلاش برای جستجوی آن در بخار خون بیماران بدحال، جایی که آنها با ارتشی از آنتی بیوتیک ها و گلبول های سفید خون مبارزه می کنند، آن را در داخل بافت های اندام پیدا می کنند.این فرآیند به میزبان آنها آسیب می رساند و گاهی اوقات حتی می کشد.

آزمایش‌ها با موش‌ها نشان داد که آسیب ناشی از فعال شدن P. aeruginosa برای بیان سموم کشنده در داخل مجرای روده را می‌توان با تأمین فسفات اضافی کاهش داد.

آلوردی گفت: یافته های تحقیق می تواند منجر به تولید یک محصول دارویی شود که سطح فسفات سالم را در روده بیماران تحت استرس و آسیب دیده بازیابی می کند.

اولگا زابورینا، دانشیار دپارتمان جراحی دانشگاه شیکاگو و یکی دیگر از محققین کلیدی در این مطالعه، می‌گوید: «آنتی‌بیوتیک‌ها سعی در کشتن باکتری‌های مضر دارند، اما در این فرآیند اغلب باکتری‌های مفید را از بین می‌برند. "رویکرد معقول‌تر برای مبارزه با بیماری‌های عفونی ممکن است تلاش برای درک شرایطی باشد که در وهله اول میکروب‌ها را برای آسیب رساندن به آنها تحریک می‌کنند و سپس راه‌هایی برای آرام کردن آن‌ها بدون از بین بردن آن‌ها پیدا کنیم."

آلوردی گفت که مهار بر اساس مورد به مورد ممکن است راهبردی موثرتر و ماندگارتر از سیاست زمین سوخته باشد. Midway Pharmaceuticals، که آلوردی در سال 2005 تأسیس کرد، در حال توسعه خط لوله ای از ترکیبات غیر آنتی بیوتیکی است که حاوی باکتری های خاص یا خلع سلاح می شود.

محققان نتیجه گرفتند که قدردانی از مکانیسم‌های ظریف در پاتوژن‌هایی که مجرای روده بیماران بدحال را کلونی می‌کنند، پیامدهای مهمی برای طراحی ترکیبات مبتنی بر فسفات دارد که ممکن است از کشنده شدن P. aeruginosa و سایر عوامل بیماری‌زا جلوگیری کند.

علی رغم استفاده از آنتی بیوتیک های قوی، P. aeruginosa یکی از علل اصلی بیماری و مرگ در میان بیماران بستری شده در بیمارستان است که تحت عمل جراحی قرار گرفته اند یا ایمنی آنها کاهش یافته است. اگر این باکتری به اندام های حیاتی بدن مانند ریه ها، مجاری ادراری و کلیه ها حمله کند، احتمالا کشنده خواهد بود. P. aeruginosa روی سطوح مرطوب رشد می کند، بنابراین اغلب روی کاتترها یافت می شود و باعث عفونت های بیمارستانی می شود. همچنین در شکل رایج درماتیت مرتبط با بهداشت ضعیف و نگهداری ناکافی از جکوزی دخیل است.

مقاله PNAS "مرگ قرمز در Caenorhabditis elegans ناشی از سودوموناس آئروژینوزا PA01" نامیده می شود. موسسات دیگری که در این تحقیق مشارکت دارند عبارتند از INRS-Institut Armand-Frappier. مرکز علوم زیست مولکولی در دانشگاه ناتینگهام. و موسسه محاسبات در دانشگاه شیکاگو. این تحقیق توسط کمک های مالی موسسه ملی بهداشت، چارلز بی هاگینز، و انجمن سلطنتی حمایت شد.

شکل رنگی:

Caption: وقتی کرم‌ها (Caenorhabditis elegans) باکتری سودوموناس آئروژینوزا را خوردند که در سطوح پایین فسفات رشد کرده بود، لکه‌های قرمز بزرگ غیرمنتظره در مجرای روده‌شان ظاهر شد. کرم‌ها سپس مردند، بنابراین محققان این بیماری را "مرگ سرخ" نامیدند. آنها این نظریه را مطرح کردند که ارائه P. aeruginosa با فسفات از بیماران بیمارستانی ضعیف یا سرکوب شده سیستم ایمنی در برابر این پاتوژن کشنده محافظت می کند.

تصویر با حسن نیت از جان آلوردی، مرکز پزشکی دانشگاه شیکاگو