شناسایی آسیبپذیری مشترک در دو باکتری کشنده عامل اسهال
پژوهشگران موفق به شناسایی یک نقطهضعف مشترک در دو نوع باکتری خطرناک که عامل ایجاد اسهال هستند، شدهاند. این کشف میتواند به تولید یک واکسن واحد برای مقابله با هر دو نوع منجر شود.
وبسایت سایتِکدِیلی در گزارشی بیان کرده است: علیرغم تلاشهای چند دههای پژوهشگران، هنوز هیچ واکسنی برای دو نوع باکتری مرگبار و رایج که عامل اسهال محسوب میشوند، تهیه نشده است: باکتریایتیایسی (ETEC) که یک نوع از ای. کولای است و باکتری شیگلا. این دو میکروب سالانه به صدها میلیون انسان آسیب میزنند و جزء عوامل اصلی بیماری و فوت و بهویژه در میان کودکان در مناطق محروم شناخته میشوند.
یکی از چالشهای اساسی برای فرمولهکردن واکسن، تغییراتی است که به طور مداوم در مولکولهای سطحی این باکتریها اتفاق میافتد؛ این مولکولها معمولاً اهداف واکسنها هستند. اما گروهی از پژوهشگران از دانشگاه واشینگتن در سنلوئیس، به رهبری جیمز فلکنشتاین، توانستهاند یک نقطهضعف مشترک را در پس این تفاوتها شناسایی کنند که پتانسیل تولید یک واکسن واحد برای هر دو باکتری را دارد.
چگونه باکتریها از سد دفاعی روده عبور میکنند؟
عوامل بیماریزا برای به وقوع پیوستن عفونت، بایستی در مرحله اول از لایه ضخیم مخاطی که سطح روده را پوشانده است عبور کنند. این مانع حفاظتی اجازه نمیدهد تا باکتریهای مضر و مفید به بافتهای روده آسیب برسانند. پژوهشگران اعلام کردهاند اگر بتوانیم این عوامل بیماریزا را در این مرحله متوقف کنیم، بدون آنکه به میکروبهای مفید (میکروارگانیسمها) آسیب برسد، میتوان از بروز عفونت جلوگیری کرد.
باکتریایتیایسی (که با سویههای بیخطر ای. کولای تفاوت قابل توجهی دارد) و شیگلا از آنزیمهای مشابهی برای تخریب یک پروتئین کلیدی در مخاط روده بهره میبرند. زمانی که این سد شکسته شود، باکتریها سموم خود را آزاد کرده و منجر به بروز اسهال خواهند شد.
قبلاً، پژوهشگران این گروه موفق به شناسایی یکی از این آنزیمها در ای. کولای بیماریزا شده بودند. مطالعه اخیر نمایان ساخت که دو آنزیم مرتبط دیگر که از سوی شیگلا و برخی باکتریهای دیگر تولید میشوند، همین عملکرد را دارند و به باکتریها در عبور از لایه مخاطی یاری میدهند.
نقطهضعف مشترک با آنتیبادیها
پژوهشگران با همکاری علی البیدی، آنتیبادیهای افراد بیمار مبتلا به باکتریایتیایسی و داوطلبانی که در مطالعات عفونت کنترلشده شرکت کرده بودند را جداسازی کردند. نتایج نشان داد آنتیبادیهایی که قادرند آنزیم کلیدی ایتیایسی را مهار کنند، همچنین میتوانند اثرات آنزیمهای مشابه در شیگلا را خنثی کنند.
سپس محققان دانشگاه میزوری با استفاده از میکروسکوپ فوقپیشرفتهای که تصاویر دقیق از مولکولها ارائه میدهد، مکان اتصال مؤثرترین آنتیبادیها به آنزیمها را شناسایی کردند. آنها یک ناحیه مشترک در سه آنزیم شناسایی کردند که نشان میدهد چگونه یک آنتیبادی میتواند ابزارهای تخریبی مخاط را در چندین نوع باکتری غیرفعال کند. این کشف هدفی مشخص برای تولیدکنندگان واکسن فراهم میآورد تا سیستم ایمنی را برای ایجاد آنتیبادیهای محافظ پیش از مواجهه با عفونت تحریک کنند.
گامی به سوی واکسنی فراگیر
پژوهشهای پیشین بر روی کودکان در داکا، بنگلادش نشان داده بود کودکانی که به طور طبیعی آنتیبادی علیه آنزیم کلیدی ایتیایسی تولید میکنند، کمتر دچار بیماری میشوند. برعکس، کودکانی که این آنتیبادیها را ندارند، در معرض خطر بالاتری برای ابتلا هستند.
نیاز به واکسنهای مؤثر تنها معطوف به کشورهای در حال توسعه نیست. باکتریایتیایسی همچنین با شیوع بیماریهای ناشی از غذا در ایالات متحده نیز مرتبط است. از آنجا که آزمایشگاهها معمولا در شناسایی تمایز این باکتری از سویههای بیخطر ای. کولای دچار مشکل میشوند، بسیاری از عفونتها ممکن است شناسایی نشوند. افزون بر این، درمان این عفونتها از طریق آنتیبیوتیکها به بحران رو به رشد مقاومت آنتیبیوتیکی دامن میزند.
اکنون پژوهشگران در تلاشند تا این کشف جدید را به یک واکسن کاربردی تبدیل کنند. فلکنشتاین در این زمینه اظهار داشت: این باکتریها در کنار ما به تکامل خود ادامه دادهاند و در عبور از موانع دفاعی بدن بسیار خبره شدهاند؛ اما اگر ما بتوانیم از وقوع همان گام اول جلوگیری کنیم، شانس اینکه این عفونتها پیش از گسترش مهار شوند، افزایش مییابد.
نتایج این تحقیق در نشریه معتبر مجله آکادمی ملی علوم آمریکا (PNAS) منتشر شده است.
