مدیریت رشد بیوفیلم باکتری ها با وزیکول های خارج سلولی

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، یک مطالعه جدید نشان می دهد که می توان باکتری ها را فریب داد تا سیگنال های مرگ ارسال کنند تا رشد خانه های لزج و محافظ خود را که منجر به عفونت های کشنده می شود، متوقف کنند.

این کشف توسط محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن روزی می تواند به عنوان جایگزینی برای آنتی بیوتیک ها برای درمان عفونت های دشوار مورد استفاده قرار گیرد. در گزارشی که در مجله Biofilm منتشر شد، محققان از پیام رسان هایی که آنها را وزیکول های خارج سلولی مرگ death extracellular vesicles (D-EVs) نامیدند، برای کاهش رشد جوامع باکتریایی تا 99.99 درصد در آزمایش های آزمایشگاهی استفاده کردند.

مقاومت باکتریایی یک مشکل رو به رشد در سراسر جهان است. بر اساس گزارش مرکز کنترل بیماری های ایالات متحده، سالانه حداقل 2 میلیون عفونت و 23000 مرگ ناشی از باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک است. هنگامی که پزشکان از آنتی بیوتیک ها برای درمان عفونت باکتریایی استفاده می کنند، برخی از باکتری ها می توانند در خانه لزج خود به نام بیوفیلم پنهان شوند. این زیرجمعیت های سلول های مقاومتی می توانند از درمان جان سالم به در ببرند و قادر به رشد و تکثیر و در نتیجه عفونت های مزمن هستند. آنها مقاوم هستند، زیرا سیستم تطبیقی ​​بسیار پیشرفته و منظمی دارند. هنگامی که تغییری در محیط ایجاد می شود، آنها می توانند مسیرهای درون سلولی خود را خیلی سریع تطبیق دهند و آن را تغییر دهند تا در برابر آنتی بیوتیک ها مقاومت کنند.

محققان در مطالعه جدید خود دریافتند که وزیکول های خارج سلولی کلید مدیریت رشد بیوفیلم محافظ هستند. وزیکول ها، به عنوان یک سیستم ارتباطی سلول به سلول عمل می کنند.

به عنوان بخشی از این مطالعه، محققان وزیکول ها را از یک نوع باکتری که باعث ذات الریه و سایر عفونت های جدی می شود استخراج کردند. آنها مشخص کردند که باکتری ها در ابتدا وزیکول هایی به نام رشد EVs را با دستورالعمل هایی برای رشد بیوفیلم خود ترشح می کنند و سپس بسته به مواد مغذی موجود، در دسترس بودن اکسیژن و سایر عوامل، EV ها را با دستورالعمل های جدید برای توقف رشد بیوفیلم ارسال می کنند.

محققان توانستند وزیکول ها را با دستورالعمل هایی برای توقف رشد مهار کنند و از آنها برای فریب دادن باکتری ها برای از بین بردن بیوفیلم در تمام مراحل رشد آن استفاده کنند. حتی زمانی که بیوفیلم ها سالم بودند و به سرعت در حال رشد بودند، دستورالعمل های جدید death Evs را دنبال کردند و مردند. death Evs مرگ به راحتی می توانند به بیوفیلم نفوذ کنند زیرا آنها محصولات طبیعی ترشح شده توسط باکتری هستند و ساختار دیواره سلولی یکسانی دارند، بنابراین سلول ها آنها را به عنوان یک دشمن خارجی نمی شناسند.

با افزودن وزیکول های خارج سلولی مرگ به محیط باکتری، ما به نوعی سلول های باکتری را فریب می دهیم. سلول ها نمی دانند که کدام نوع از EVs هستند، اما آنها را می گیرند زیرا عادت دارند آنها را از محیط خود بگیرند و با آن، سیگنال های فیزیولوژیکی داخل سلول ها از رشد به مرگ تغییر می کنند.

با فریب دادن باکتری ها با این death Evs، می توانیم رفتار آنها را کنترل کنیم، بدون اینکه به آنها فرصت ایجاد مقاومت بدهیم.

پروفسور WSU و نویسنده مسئول، Wen-Ji Dong، که چندین سال روی وزیکول ها مطالعه کرده است، در ابتدا فکر می کرد که همه وزیکول های ترشح شده توسط باکتری باعث رشد سلول می شوند. محققان وقتی دریافتند که بیوفیلم های قدیمی تر دستورالعمل هایی را برای خاموش کردن خود ارائه می دهند شگفت زده شدند.

بنابراین اکنون محققان به وزیکول های خارج سلولی که توسط بیوفیلم های قدیمی تر ترشح می شوند توجه دارند، زیرا پتانسیل درمانی دارند.