خنثی کردن عفونت قارچی توسط گلیکان مخاط

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، کاندیدا آلبیکنس مخمری است که اغلب در دستگاه گوارش و دهان انسان و همچنین اندام های ادراری و تولید مثلی زندگی می کند. معمولاً در میزبان خود بیماری ایجاد نمی کند، اما تحت شرایط خاصی می تواند به شکل مضر تبدیل شود. اکثر عفونت های کاندیدا کشنده نیستند، اما عفونت سیستمیک کاندیدا که بر خون، قلب و سایر قسمت های بدن تأثیر می گذارد، می تواند تهدید کننده زندگی باشد.

محققان MIT اکنون اجزایی از مخاط را شناسایی کرده اند که می تواند با کاندیدا آلبیکنس تعامل داشته باشد و از ایجاد عفونت جلوگیری کند. این مولکول ها که به نام گلیکان شناخته می شوند، جزء اصلی موسین ها، پلیمرهای ژل ساز که مخاط را می سازند، هستند.

موسین ها حاوی گلیکان های مختلفی هستند. کاترینا ریبک، پروفسور اندرو و ارنا ویتربی در MIT می گوید: تعداد فزاینده ای از تحقیقات نشان می دهد که گلیکان ها می توانند برای کمک به رام کردن پاتوژن های خاص - نه تنها کاندیدا آلبیکنس، بلکه سایر پاتوژن ها مانند سودوموناس آئروژینوزا و استافیلوکوکوس اورئوس، تخصصی شوند.

ریبک، سرپرست گروه تحقیقاتی، می گوید: تصویری که در حال ظهور است این است که مخاط یک کتابخانه وسیع مولکولی کوچک با تعداد زیادی مهارکننده در برابر انواع پاتوژن های مشکل زا را نمایش می دهد، که آماده کشف و بهره برداری است.

استفاده از این موسین ها می تواند به محققان در طراحی داروهای ضد قارچ جدید کمک کند یا قارچ های بیماری زا را نسبت به داروهای موجود مستعدتر کند. در حال حاضر تعداد کمی از این داروها وجود دارد و برخی از انواع قارچ های بیماری زا به آنها مقاومت نشان داده اند.

در دهه گذشته، ریبک و دیگران کشف کرده اند که مخاط، به دور از اینکه یک محصول زائد بی اثر باشد، نقش فعالی در کنترل میکروب های بالقوه مضر دارد. در داخل مخاطی که بیشتر بدن را پوشانده است، اجتماعات انبوهی از میکروب های مختلف وجود دارد که بسیاری از آنها مفید اما برخی مضر هستند.

کاندیدا آلبیکنس از جمله میکروب هایی است که اگر مهار نشود می تواند مضر باشد و باعث عفونت های دهان و گلو به نام برفک یا عفونت های مخمری واژن شود. این عفونت ها معمولاً با داروهای ضد قارچ برطرف می شوند، اما عفونت های تهاجمی کاندیدا آلبیکنس در جریان خون یا اندام های داخلی، که می تواند در افرادی با سیستم ایمنی ضعیف رخ دهد، تا ۴۰ درصد منجر به مرگ می شود.

کار قبلی ریبک نشان داده است که موسین ها می توانند از تغییر سلول های کاندیدا آلبیکنس از شکل مخمری گرد آن به رشته های چند سلولی به نام هیف، که نسخه مضر میکروب است، جلوگیری کنند. هیف ها می توانند سمومی ترشح کنند که به سیستم ایمنی و بافت زیرین آسیب می رسانند و همچنین برای تشکیل بیوفیلم، که مشخصه عفونت است، ضروری هستند.

تاکاگی می گوید: بیشتر عفونت های کاندیدا ناشی از بیوفیلم های بیماری زا هستند که ذاتاً به سیستم ایمنی میزبان و درمان های ضد قارچی مقاوم هستند و چالش های بالینی قابل توجهی برای درمان ایجاد می کنند.

ریبک می گوید: به نظر نمی رسد که این پاتوژن ها در افراد سالم آسیبی ایجاد کنند. چیزی در مخاط وجود دارد که طی میلیون ها سال تکامل یافته است و به نظر می رسد عوامل بیماری زا را کنترل می کند.

Mucins از صدها گلیکان تشکیل شده است که به یک ستون فقرات پروتئینی طولانی متصل شده اند تا ساختاری شبیه بطری را تشکیل دهند. در این مطالعه، ریبک و دانش آموزانش می خواستند بررسی کنند که آیا گلیکان ها می توانند به تنهایی کاندیدا آلبیکنس را خلع سلاح کنند.

پس از جداسازی گلیکان ها از ستون فقرات، محققان آنها را در معرض کاندیدا آلبیکنس قرار دادند و دریافتند که این مجموعه گلیکان ها می توانند از تشکیل رشته های کاندیدا تک سلولی جلوگیری کنند. آنها همچنین می توانند چسبندگی و تشکیل بیوفیلم را سرکوب کنند و دینامیک تعامل کاندیدا آلبیکنس با سایر میکروب ها را تغییر دهند. این در مورد موسین گلیکان هایی که از بزاق انسان و مخاط معده و روده حیوانات به دست می آیند صادق بود.

جداسازی تک گلیکان ها از این مجموعه ها بسیار دشوار است، بنابراین گروه هیوی در دانشگاه بازل شش گلیکان مختلف را که بیشترین فراوانی را در سطوح مخاطی دارند، سنتز کردند و از آنها برای آزمایش اینکه آیا گلیکان های منفرد می توانند کاندیدا آلبیکنس را خلع سلاح کنند، استفاده کردند.

آزمایش انجام شده در آزمایشگاه ریبک نشان داد که هر یک از این گلیکان ها حداقل توانایی متوقف کردن رشته ها را به خودی خود دارند و برخی به اندازه مجموعه گلیکان های متعددی که محققان قبلا آزمایش کرده بودند، قوی بودند.

تجزیه و تحلیل بیان ژن کاندیدا بیش از 500 ژن را شناسایی کرد که به دنبال برهمکنش با گلیکان ها تنظیم یا کاهش می یابند. این نه تنها شامل ژن های دخیل در تشکیل رشته و بیوفیلم، بلکه نقش های دیگری مانند سنتز اسیدهای آمینه و سایر عملکردهای متابولیکی نیز می شود. به نظر می رسد بسیاری از این ژن ها توسط یک فاکتور رونویسی به نام NRG1 کنترل می شوند، یک تنظیم کننده اصلی که توسط گلیکان ها فعال می شود.

این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت، بنیاد ملی علوم، دفتر تحقیقات ارتش ایالات متحده از طریق مؤسسه بیوتکنولوژی های مشارکتی و بنیاد ملی علوم سوئیس تأمین شده است.