کشف راه حل جدید برای مقابله با مقاومت دارویی پاتوژن ها

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان یک سیستم stress signaling جدید را کشف کرده اند که سلول های باکتری را قادر می سازد تا خود را در برابر سیستم ایمنی و آنتی بیوتیک های خاص سازگار کنند و از خود محافظت کنند.

آنزیمی به نام RlmN مشاهده شد که مستقیماً تنش های شیمیایی و محیطی را حس می کند و به سرعت سیگنال تولید پروتئین های دیگری را می دهد که به سلول باکتری اجازه سازگاری و زنده ماندن می دهد. این کشف موفقیت آمیز RlmN به عنوان یک حسگر استرس، مکانیسم جدیدی از مقاومت ضد میکروبی را نشان داده است که می تواند برای توسعه دارو مورد هدف قرار گیرد.

همه سلول های زنده دارای حسگرهایی هستند که تغییرات محیطی - مانند گونه های فعال اکسیژن (ROS) یا رادیکال های آزاد - ناشی از استرس سلولی یا متابولیسم را تشخیص می دهند. با توجه به جزم اصلی زیست شناسی مولکولی، این با استفاده از یک سیستم دو مرحله ای شامل رونویسی و ترجمه به دست می آید. این بدان معناست که ژن ها به RNA های پیام رسان رونویسی می شوند، که متعاقباً با RNA های انتقالی روی ریبوزوم ها برای تولید پروتئین ها - بلوک های ساختاری عملکردی سلول ها - ترجمه می شوند.

کشف سیستم RlmN توسط SMART AMR نشان می دهد که سلول ها مکانیسم بسیار سریع تری برای پاسخ های سلولی دارند. این میانبر اولین نمونه از ارتباط مستقیم بین یک سیستم حسگر و ماشین ترجمه برای تولید پروتئین برای مبارزه با ROS است.

محققان کشف خود را از RlmN به عنوان یک حسگر استرس برای ROS در E مستند کردند. Enterococcus faecalis یک باکتری معمولی که در روده انسان یافت می شود و می تواند باعث انواع عفونت ها شود که عفونت های دستگاه ادراری مرتبط با کاتتر شایع ترین آن ها است. آنها دریافتند که وقتی RlmN در تماس با ROS سرکوب می شود، منجر به تولید انتخابی پروتئین های مقاوم و سایر مسیرهای مرتبط با مقاومت ضد میکروبی می شود که در طی پاسخ های باکتریایی به استرس رخ می دهد. بنابراین، مهار RlmN یک مکانیسم سیگنالینگ برای مقاومت دارویی باکتریایی و فرار ایمنی نشان می دهد، زیرا ROS توسط آنتی بیوتیک های خاص و سلول های ایمنی انسان القا می شود.

این کشف با استفاده از فناوری طیف سنجی جرمی پیچیده توسعه یافته در SMART و MIT انجام شد تا به طور همزمان تمام تغییرات ۵۰ ریبونوکلئیک اسید (RNA) مختلف در باکتری ها را شناسایی کند. این رویکرد به دانشمندان اجازه داد تا تغییراتی را در رفتار سلولی یا جهش های الگوی مشاهده کنند که در صورت مطالعه جداگانه قابل تشخیص نیستند.

با استفاده از این ابزار، محققان سلول های E.faecalis را در معرض دوزهای کم و غیرسمی آنتی بیوتیک های مختلف و مواد شیمیایی سمی ساخته شده توسط سیستم ایمنی قرار دادند. پیتر ددون، پروفسور MIT، محقق اصلی و نویسنده همکار، می گوید: این اولین بار است که ارتباط مستقیمی بین ROS و RlmN یافت می شود و ممکن است گامی رو به جلو در توسعه درمان های جدید برای عفونت های باکتریایی باشد. با درک نحوه عملکرد RlmN و روش های مختلف واکنش باکتری ها به استرس، می توانیم سنسورهای استرس دیگری را که به مکانیسم های مشابهی متکی هستند، کشف کنیم.

باکتری ها فوق العاده سازگار هستند و می توانند برای مقاومت در برابر داروهایی که برای کشتن آنها طراحی شده اند، تکامل یابند. این مقاومت رو به رشد یک بیماری همه گیر خاموش است که تهدیدی جهانی برای سلامت عمومی به شمار می رود، زیرا کارایی آنتی بیوتیک های موجود را کاهش می دهد و میزان مرگ و میر ناشی از عفونت ها را افزایش می دهد. لی وی لین، دانشمند پژوهشی اصلی در SMART AMR و اولین نویسنده مقاله می گوید، درک مکانیسم هایی که باکتری ها برای سازگاری با عوامل استرس زا از آنها استفاده می کنند، به محققان کمک می کند تا درمان های جدیدی را برای مبارزه با AMR توسعه دهند.