مولکول های موجود در مخاط می توانند از عفونت وبا جلوگیری کنند

به گزارش سیناپرس همدان، محققان MIT مولکول‌های موجود در مخاط را شناسایی کرده‌اند که می‌توانند با تداخل با ژن‌هایی که باعث تبدیل میکروب به حالت مضر می‌شوند، عفونت وبا را مسدود کنند.

این مولکول‌های محافظ، که به نام گلیکان شناخته می‌شوند، جزء اصلی موسین‌ها، پلیمرهای ژل‌ساز که مخاط را می‌سازند، هستند. تیم MIT نوع خاصی از گلیکان را شناسایی کرد که می تواند از تولید سمی که معمولاً منجر به اسهال شدید می شود توسط باکتری عامل وبا یعنی Vibrio cholera ( ویبریو کلرا ) جلوگیری کند.

اگر این گلیکان ها بتوانند به محل عفونت منتقل شوند، می توانند به تقویت سد مخاطی و جلوگیری از علائم وبا کمک کنند، که سالانه 4 میلیون نفر را تحت تاثیر قرار می دهد. به گفته محققان، از آنجایی که گلیکان ها باکتری ها را بدون از بین بردن آنها خلع می کنند، می توانند جایگزین جذابی برای آنتی بیوتیک ها باشند.

 دکتربنجامین وانگ، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه می گوید : برخلاف آنتی‌بیوتیک‌ها، که در آن‌ها می‌توانید به سرعت مقاومت را ایجاد کنید، این گلیکان‌ها در واقع باکتری‌ها را از بین نمی‌برند. به نظر می‌رسد که آنها بیان ژن سموم بیماری‌زای آن را متوقف می‌کنند، بنابراین این روش دیگری است که می‌توان برای درمان این عفونت‌ها از ان استفاده نمود.

دکتری جولی تاکاگی ’22 همچنین نویسنده اصلی مقاله است. کاترینا ریبک، استاد مهندسی بیولوژیک اندرو و ارنا ویتربی در MIT، نویسندگان ارشد این مطالعه هستند.

میکروب های مینگ

در سال‌های اخیر، ریبک و دیگران کشف کرده‌اند که مخاط، که بیشتر بدن را می‌پوشاند، نقش کلیدی در کنترل میکروب‌ها ایفا می‌کند. آزمایشگاه ریبک نشان داده است که گلیکان ها، مولکول های قند پیچیده موجود در مخاط ، می توانند باکتری هایی مانند سودوموناس آئروژینوزا و مخمر کاندیدا آلبیکنس را از کار بیاندازند و از ایجاد عفونت های مضر جلوگیری کنند.

بیشتر مطالعات قبلی ریبک بر روی پاتوژن های ریه متمرکز بوده است، اما در مطالعه جدید، محققان توجه خود را به میکروبی معطوف کردند که دستگاه گوارش را آلوده می کند. ویبریوکلرا که اغلب از طریق آب آشامیدنی آلوده پخش می شود، می تواند باعث اسهال شدید و کم آبی بدن شود. Vibrio cholerae در گونه های بسیاری وجود دارد و تحقیقات قبلی نشان داده است که میکروب تنها زمانی بیماری زا می شود که توسط ویروسی به نام فاژ CTX آلوده شود.

وانگ می‌گوید که این فاژ ژن‌هایی را حمل می‌کند که سموم وبا را رمزگذاری می‌کنند، که واقعاً عامل علائم عفونت شدید وبا است.برای اینکه این “فرایند تبدیل سمی” اتفاق بیفتد، فاژ CTX باید به گیرنده ای روی سطح باکتری معروف به پیلوس تنظیم شده سمی TCP) )متصل شود. تیم MIT با کار با موسین گلیکان های خالص شده از دستگاه گوارش خوک دریافت که گلیکان ها توانایی باکتری برای تولید گیرنده TCP را سرکوب می کنند، بنابراین فاژ CTX دیگر نمی تواند آن را آلوده کند.

محققان همچنین نشان دادند که قرار گرفتن در معرض موسین گلیکان ها به طور چشمگیری بیان بسیاری از ژن های دیگر از جمله ژن های مورد نیاز برای تولید سم وبا را تغییر می دهد. هنگامی که باکتری ها در معرض این گلیکان ها قرار گرفتند، تقریباً هیچ سم وبا تولید نکردند.

وقتی Vibrio cholerae سلول های اپیتلیال را که مجرای گوارشی را پوشانده اند، آلوده می کند، سلول ها شروع به تولید بیش از حد مولکولی به نام AMP حلقوی می کنند. این باعث می شود که آنها مقادیر زیادی آب ترشح کنند که منجر به اسهال شدید می شود. محققان دریافتند هنگامی که سلول های اپیتلیال انسان را در معرض Vibrio cholerae قرار دادند که توسط موسین گلیکان خلع سلاح شده بود، سلول ها AMP حلقوی تولید نکردند یا شروع به نشت آب نکردند.

سپس محققان بررسی کردند که کدام گلیکان های خاص ممکن است بر روی ویبریوکلرا اثر بگذارند. برای انجام این کار، آنها با آزمایشگاه هیوی کار کردند تا نسخه‌های مصنوعی فراوان‌ترین گلیکان‌های موجود در نمونه‌های موسین طبیعی را که مورد مطالعه قرار می‌دادند ایجاد کنند. اکثر گلیکان هایی که آنها سنتز کردند ساختارهایی به نام هسته 1 یا هسته 2 دارند که در تعداد و نوع مونوساکاریدهای موجود در آنها کمی متفاوت است.

محققان دریافتند که گلیکان های هسته 2 بیشترین نقش را در کاهش شدت عفونت وبا دارند. تخمین زده می شود که 50 تا 60 درصد افراد آلوده به ویبریوکلرا بدون علامت هستند، بنابراین محققان فرض می کنند که موارد علامت دار ممکن است زمانی رخ دهد که این موسین های مسدود کننده وبا وجود نداشته باشند.

ریبک می‌گوید: یافته‌های ما نشان می‌دهد که ممکن است عفونت‌ها زمانی رخ دهند که سد مخاطی به خطر بیفتد و فاقد این ساختار خاص گلیکان باشد.

او اکنون در حال کار بر روی راه‌هایی برای رساندن موسین گلیکان‌های مصنوعی، احتمالاً همراه با آنتی‌بیوتیک‌ها، به محل‌های عفونت است. گلیکان ها به خودی خود نمی توانند به پوشش های مخاطی بدن بچسبند، بنابراین آزمایشگاه ریبک در حال بررسی امکان اتصال گلیکان ها به پلیمرها یا نانوذرات است تا به آنها کمک کند تا به این پوشش ها بچسبند. محققان قصد دارند با پاتوژن های ریه شروع کنند، اما امیدوارند این رویکرد را برای پاتوژن های روده از جمله ویبریو کلرا نیز به کار گیرند.ما می‌خواهیم یاد بگیریم که چگونه گلیکان‌ها را به تنهایی تحویل دهیم، اما همچنین در ارتباط با آنتی‌بیوتیک‌ها، جایی که ممکن است به یک رویکرد دو جانبه نیاز داشته باشید. این هدف اصلی ما در حال حاضر است زیرا می بینیم که بسیاری از پاتوژن ها تحت تأثیر ساختارهای مختلف گلیکان قرار می گیرند.

منبع :  phys.org  

مترجم: کیانوش کرمی