بهبود درمان های پزشکی با شناخت نحوه شنا کردن باکتری ها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، کشف جدید در مورد چگونگی شنا کردن باکتری ها می تواند به جلوگیری از شیوع بیماری و بهبود درمان های پزشکی کمک کند.

محققان دانشگاه مینه سوتا برای اولین بار چگونگی حرکت باکتری ها در مایعات حاوی ذرات جامد کوچک را بررسی کردند.

سال هاست که نویسندگان داستان های علمی تخیلی درباره ایده استفاده از میکروشناگرهایی نوشته اند که می توانند جراحی انجام دهند یا دارو را به انسان تحویل دهند. اکنون، تیمی به سرپرستی محققان دانشگاه مینه سوتا کشف کردند که چگونه باکتری ها در میان مایعات و محیط های پیچیده مختلف مانند بدن انسان شنا می کنند.

یافته های آن ها می تواند به دانشمندان کمک کند تا درمان های جدیدی برای بیماری های عامل باکتری ایجاد کنند و سیستم های مبتنی بر باکتری را برای رساندن دارو به بدن انسان طراحی کنند.

این مطالعه در Nature، مجله علمی چند رشته ای معتبر جهان منتشر شده است.

دانشگاه مینه سوتا سابقه طولانی در شنا در مایعات غیر از آب دارد. در سال 2004، اد کاسلر، استاد دپارتمان مهندسی شیمی و علوم مواد، سرعت شنا کردن یک ورزشکار دانشگاهی رقابتی در آب را با محلول غلیظ و شربتی صمغ گوار مقایسه کرد. این منجر به کشف غیرمنتظره ای (و جایزه ایگ نوبل) شد که انسان ها می توانند در محلول های صمغ گوار به همان سرعتی که در آب شنا کنند، شنا کنند.

تقریباً دو دهه بعد، یک تیم چند رشته ای در دانشگاه مینه سوتا دوباره این مشکل را بررسی کردند، با این تفاوت که اکنون شناگران به جای ورزشکاران دانشگاه، باکتری های میکروسکوپی هستند. آنها دریافتند که باکتری ها در محلول های غلیظ حتی سریعتر از آب شنا می کنند.

)شنای باکتریایی( که معمولاً در جامعه تحقیقاتی شناخته می شود، از دهه 1960 توسط دانشمندان به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است. مطالعات قبلی نشان داده اند که باکتری ها در محلول های پلیمری ضخیم، یعنی مایعات حاوی پلیمرها، که موادی از مولکول های زنجیره مانند طولانی تشکیل شده اند، سریع تر شنا می کنند. محققان این نظریه را مطرح کرده اند که این به این دلیل است که باکتری ها می توانند از طریق شبکه ای که توسط مولکول های زنجیره ای تشکیل شده است شنا کنند و می توانند زنجیره ها را برای کمک به رانش خود بکشند.

با این حال، در این مطالعه جدید، تیم U of M برای اولین بار چگونگی حرکت باکتری ها را در محلول های ذرات جامد کوچک، به جای مولکول های زنجیره ای بررسی کردند. علیرغم تفاوت های زیاد در دینامیک پلیمر و ذرات، آن ها دریافتند که باکتری ها همچنان سریع تر شنا می کنند، که نشان می دهد باید توضیح متفاوتی برای نحوه حرکت باکتری ها در مایعات غلیظ و پیچیده وجود داشته باشد.

محققان U of M یک پاسخ احتمالی دارند. آنها بر این باورند که با شنا کردن باکتری ها، نیروی کششی ایجاد شده از عبور از ذرات به تاژک ها یا دم باکتری این امکان را می دهد تا آنها را به سمت جلو سوق دهند، تا بهتر با بدن خود هماهنگ شوند و در نهایت به آنها کمک می کند تا سریع تر حرکت کنند.

درک چگونگی حرکت باکتری ها در یک محیط پیچیده بسیار مهم است. به عنوان مثال، نوع خاصی از باکتری باعث ایجاد زخم معده می شود. پوشش معده یک محیط چسبناک است، بنابراین مطالعه نحوه حرکت باکتری ها در این محیط ها برای درک چگونگی گسترش بیماری مهم است.