کشف نقطه‌ضعف مشترک دو باکتری مرگ‌آور اسهالی

به گزارش الماس بلاگ.

به گزارش SciTechDaily، علیرغم دهه‌ها تحقیق، دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند واکسنی برای دو باکتری رایج و خطرناک ایجاد کنند که باعث اسهال می‌شوند: باکتری ETEC (نوعی E. coli که باعث اسهال می‌شود) و باکتری شیگلا. این دو میکروب سالانه باعث می شوند صدها میلیون نفر بیمار شوند و درصد زیادی از بیماری ها و مرگ و میرهای دوران کودکی را به ویژه در مناطق فقیر تشکیل می دهند.

یکی از دلایل اصلی دشواری ساخت واکسن، تغییرات مداوم در مولکول های سطحی این باکتری ها است. همان مولکول هایی که واکسن ها معمولاً هدف قرار می دهند. اما محققان دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس به رهبری جیمز ام. فلکنشتاین توانستند یک نقطه ضعف مشترک در پشت این تفاوت ها پیدا کنند که می تواند منجر به ایجاد یک واکسن واحد برای مبارزه با هر دو پاتوژن شود.

چگونه باکتری ها از سد روده عبور می کنند؟

برای ایجاد عفونت، ابتدا باید پاتوژن ها از لایه ضخیم مخاطی که روده ها را می پوشاند عبور کنند. این سد محافظ از تماس باکتری های مضر و مفید با بافت روده جلوگیری می کند. به گفته محققان، اگر در این مرحله بتوان عوامل بیماری زا را بدون آسیب رساندن به میکروب های مفید (میکرو ارگانیسم ها) متوقف کرد، از عفونت جلوگیری می شود.

اشریشیا کلی (که با سویه های بی ضرر E. coli متفاوت است) و شیگلا از آنزیم های بسیار مشابهی برای تجزیه یک پروتئین کلیدی در مخاط روده استفاده می کنند. هنگامی که این سد شکسته می شود، باکتری ها سموم خود را آزاد می کنند و اسهال شروع می شود.

پیش از این، محققان همان گروه کشف کرده بودند که یکی از این آنزیم ها در اشریشیا کلی شناسایی شده است. مطالعه جدید نشان می‌دهد که دو آنزیم مرتبط دیگر تولید شده توسط شیگلا و برخی دیگر از باکتری‌های عامل اسهال، همین نقش را بازی می‌کنند و به باکتری‌ها در نفوذ به لایه مخاطی کمک می‌کنند.

ضعف رایج با آنتی بادی ها

محققان با همکاری علی الیبیدی، آنتی‌بادی‌هایی را از بیماران مبتلا به ATC و داوطلبان شرکت‌کننده در مطالعات عفونت کنترل‌شده جدا کردند. آنها دریافتند که آنتی بادی هایی که می توانند آنزیم کلیدی ETC را مسدود کنند، آنزیم های مشابه در شیگلا را نیز خنثی می کنند.

سپس محققان دانشگاه میسوری با استفاده از یک میکروسکوپ پیچیده که تصاویر بسیار دقیقی از مولکول‌ها را ثبت می‌کند، تعیین کردند که کجا آنتی‌بادی‌ها به طور موثر به آنزیم‌ها متصل می‌شوند. آنها منطقه مشترکی را در هر سه آنزیم شناسایی کردند که توضیح می دهد چگونه یک آنتی بادی واحد می تواند ابزارهای تخریب کننده مخاط بسیاری از باکتری ها را غیرفعال کند. این کشف یک هدف روشن برای توسعه دهندگان واکسن فراهم می کند تا سیستم ایمنی را برای تولید آنتی بادی های محافظ قبل از مقابله با عفونت تحریک کنند.

گامی به سوی یک واکسن جهانی

تحقیقات قبلی روی کودکان در داکا، بنگلادش، نشان داده است که کودکانی که به طور طبیعی آنتی‌بادی علیه آنزیم کلیدی ETC تولید می‌کنند، کمتر به این بیماری مبتلا می‌شوند. از طرفی کودکانی که چنین آنتی بادی هایی ندارند بیشتر در معرض خطر هستند.

نیاز به واکسن های موثر به کشورهای در حال توسعه محدود نمی شود. ATC همچنین با شیوع بیماری های ناشی از غذا در ایالات متحده مرتبط است. زیرا آزمایشگاه های تشخیصی اغلب این باکتری ها را از سویه های بی ضرر جدا می کنند. E. coli یک مشکل است و بسیاری از عفونت ها ممکن است شناسایی نشوند. علاوه بر این، درمان این عفونت ها با آنتی بیوتیک ها به تشدید مشکل مقاومت آنتی بیوتیکی کمک می کند.

اکنون محققان در تلاشند تا این کشف را به یک واکسن عملی تبدیل کنند. در این زمینه، فلکنشتاین می‌گوید: این باکتری‌ها با ما تکامل یافتند و در نفوذ به موانع دفاعی بدن بسیار ماهر شدند. اما اگر بتوانیم این گام اول را متوقف کنیم، این فرصت را داریم که این عفونت را قبل از ریشه‌گیری متوقف کنیم.

نتایج این تحقیق در مجله معتبر آکادمی ملی علوم آمریکا/PNAS منتشر شده است.