بر اساس پیشرفت جدیدی که طبق تحقیقات نوین حاصل شد، می‌توان گفت آینده‌ی مدیریت عفونت تغییر کرد زیرا دانشمندان آنتی‌بیوتیکی قدرتمند با طیف عملکردی گسترده را در قسمتی از خاک باغ مطالعاتی یک تکنسین آزمایشگاهی، یعنی یکی از بعیدترین مکان‌ها، کشف کردند.
این کشف بزرگ که نتایج مطالعات حاصل از آن اخیرا در مجله‌ی Nature منتشر شده است، ممکن است به مبارزه با یکی از مهم‌ترین تهدیدات بهداشت عمومی در جهان، یعنی مقاومت آنتی‌بیوتیکی کمک کند.
این ترکیب جدید یک پپتید لاسو به نام سیلاژیسین است که کارایی بالایی در برابر چندین گونه از باکتری‌های مقاوم به دارو، از جمله برخی خطرناک‌ترین پاتوژن‌های شناخته شده در پزشکی مدرن، نشان داده است. در عصری که باکتری‌ها سریع‌تر از توانایی ما برای درمان آن‌ها در حال تکامل هستند، این کشف بسیار حیاتی به نظر می‌رسد.
از خاک باغ تحقیقاتی تا امیدی برای جهان
این آنتی‌بیوتیک توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا در سانفرانسیسکو (UCSF) و از طریق روشی به نام استخراج متاژنومیک کشف شد. این روش رویکردی شامل استخراج و تجزیه و تحلیل مواد ژنتیکی به طور مستقیم از نمونه‌های محیطی و دور زدن نیاز به کشت باکتری‌ها در آزمایشگاه است.
در این مسیر، دانشمندان از DNA باکتری Paenibacillus ساکن در خاک، برای بازسازی دیجیتالی خوشه‌های ژن بیوسنتزی (BGCs) استفاده کردند. BGCها، طرح‌های ژنتیکی هستند که به باکتری‌ها اجازه می‌دهند تا آنتی‌بیوتیک تولید کنند.
یکی از این BGCها، پس از سنتز در آزمایشگاه، منجر به ایجاد سیلاژیسین شد. سیلاژیسین، ترکیبی بود که فعالیت ضد باکتریایی قوی علیه باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی، از جمله کلستریدیودیس دیفیسیل و استافیلوکوکوس اورئوس نشان داد.
این آنتی‌بیوتیک چگونه فعالیت می‌کند؟
برخلاف آنتی‌بیوتیک‌های سنتی که اغلب مسیرهای شناخته شده (مانند سنتز دیواره‌ی سلولی یا تکثیر DNA) را هدف قرار می‌دهند، عملکرد سیلاژیسین با اتصال به ریبوزوم باکتریایی (ماشینی که مسئول سنتز پروتئین است) انجام می‌شود.
اما چیزی که این فرآیند را هیجان‌انگیزتر می‌کند، آن است که سیلاژیسین به شیوه‌ای منحصر به فرد که قبلا توصیف نشده بود به ریبوزوم متصل می‌گردد، این روش اتصال سبب برتری آن به سایر آنتی‌بیوتیک‌های موجود می‌شود و احتمال اینکه باکتری‌های مقاوم قبلا دفاعی را در برابر آن ایجاد کرده باشند را کاهش می‌دهد.
این امر باعث می‌شود تا سیلاژیسین بخشی از یک کلاس نادر ضد میکروبی‌ها باشد که مکان‌های جدید اتصال را هدف قرار می‌دهد. در واقع می‌توان آن را یک تغییردهنده‌ی مهم برای مبارزه با ارگانیسم‌های مقاوم به چند دارو (MDR) دانست.
چرا افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی مهم است؟
سازمان بهداشت جهانی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی را یکی از بزرگترین تهدیدات سلامت در جهان توصیف کرده است. در این شرایط، مداوای عفونت‌های رایجی که زمانی به راحتی با آنتی‌بیوتیک‌ها قابل درمان بودند، سخت‌تر شده و این امر باعث بروز بیماری‌های طولانی مدت، افزایش بستری در بیمارستان و بالاتر رفتن نرخ مرگ و میر، خواهد شد.
اگر چنین مواردی کنترل نشوند، امکان دارد باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها تا سال 2050، جان بیش از 10 میلیون نفر را در سال بگیرند و احتمالا این امر بیشتر به دلیل بروز سرطان‌ها خواهد بود. بنابر تمامی موارد ذکر شده، ظهور یک آنتی‌بیوتیک با طیف عملکردی جدید و گسترده، یک پیشرفت حیاتی در سلامت جهانی است. این رویداد می‌تواند در جایی که گزینه‌های درمانی رو به کاهش است، امید ایجاد کند.
DNA شما چه نقشی در این مسیر ایفا می‌کند؟
در حالی که خود آنتی‌بیوتیک‌ها تغییری در DNA فرد ایجاد نمی‌کنند، اما ساختار ژنتیکی اشخاص نقش مهمی در واکنش بدن یه عفونت‌ها و داروها دارد. در ادامه در مورد نحوه‌ی ارتباط DNA و اثربخشی آنتی‌بیوتیک‌ها، توضیح داده شده است.
ژن‌های ایمنی: تغییرات و تنوع‌های ژنتیکی خاصی ممکن است بر توانایی ذاتی شما برای مبارزه با عفونت‌ها تاثیر بگذارند.
ژن‌های مرتبط با متابولیسم داروها: این ژن‌ها بر میزان کارآمدی بدن در پردازش، اثربخشی و خطر عوارض جانبی آنتی‌بیوتیک‌ها، نقش دارند.
ژن‌های مرتبط با میکروبیوم: ژنتیک بر ترکیب میکروبیوتای روده اثرگذار بوده و به نوبه‌ی خود در میزان انعطاف‌پذیری بدن نسبت به عفونت‌ها و انتی‌بیوتیک‌ها موثر است.
چه چیزی این آنتی‌بیوتیک کشف شده را منحصر به فرد می‌کند؟
کشف سیلاژیسین همچنین حوزه‌ی نو ظهور زیست‌شناسی مصنوعی را برجسته می‌کند. این حوزه جایی است که دانشمندان بر کشف داروی آزمایشی و آزمون و خطا تکیه نمی‌کنند، بلکه مولکول‌های جدید و کارآمد را از داده‌های ژنتیکی بازسازی و مهندسی می‌کنند.
سیلاژیسین متعلق به خانواده‌ی پپتیدهای کمندی یا لاسو است که به دلیل ساختار گره‌دار و کمند مانند به این شکل نامگذاری شده‌اند. این شکل به مولکول‌ها ثبات فوق‌العاده‌ای می‌بخشد، به آن‌ها کمک می‌کند برای مدت طولانی‌تری در بدن فعال بمانند و همچنین این مولکول‌ها را به یک کاندید قوی برای توسعه‌ی دارویی بیشتر، تبدیل می‌کند.
چه چیزی در این موقعیت حتی امیدوارکننده‌تر است؟ آزمایش‌های اولیه نشان می‌دهد که سیلاژیسین برای سلول‌های انسانی غیرسمی است. سمی بودن یک مانع کلیدی در تولید داروهای ایمن و موثر خواهد بود.
آینده‌ی پیش رو: آزمایشگاه تا جایگاه وسایل پزشکی
اگرچه سیلاژیسین تاکنون تنها در مدلهای پیش بالینی آزمایش شده است، اما نتایج به دست آمده به حد کافی امیدوارکننده بوده تا مطالعات بیشتر از جمله آزمایش‌های بالینی را توجیه کنند. اگر همه‌چیز به خوبی پیش رود، این ترکیب یافت شده در خاک، می‌تواند به اولین کلاس آنتی‌بیوتیکی جدید و مورد تایید در چند دهه‌ی اخیر تبدیل شود.
نتایج مثبت حاصل از این امر بسیار زیاد است. چنین شرایطی نه تنها برای درمان ابرمیکروب‌های امروزی بلکه برای تقویت آنتی‌بیوتیک‌های جدید که پزشکی مدرن به شدت به آن‌ها نیاز دارد نیز حیاتی است.
جمع‌بندی کلی: سلامت شخصی‌سازی‌شده در دنیای تهدیدات متحول شده
کشف سیلاژیسین، یادآوری قدرتمندی است که راه حل بحران‌های مدرن مرتبط با سلامتی ممکن است در غیرمنتظره‌ترین مکان‌ها پنهان باشند. با افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی، علم نوآورانه، زیست‌شناسی مصنوعی و بینش‌های بهداشتی شخصی‌سازی‌شده، بیشتر از هر زمانی اهمیت پیدا می‌کنند.
در حنیفا، ما به شما کمک می‌کنیم تا از طرح بیولوژیکی خود استفاده کنید و در سفر سلامتی فعال بمانید. با دریافت گزارشات ژنتیکی حنیفا می‌توانید متوجه شوید که DNA شما، چگونه بر میزان ایمنی، خطر بروز عفونت و نحوه‌ی واکنش بدن به داروها تاثیرگذار است.
در آینده‌ای که معضلات موجود در حال افزایش بوده و تنوع داروهای عملکردی کاهشی است، آگاهی (به ویژه در رابطه با بدن) بهترین دفاع است.
