روش غیرژنتیکی باکتری‌ها برای کسب مقاومت دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها

استفاده‌ی گسترده از آنتی‌بیوتیک‌ها تا حد زیادی عامل ظهور باکتری‌های مقاوم دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها محسوب می‌شود که در‌حال‌حاضر یکی از بزرگ‌ترین تهدیدهای سلامت جهانی است. مقاومت آنتی‌بیوتیکی نه‌تنها موجب مرگ حدود ۷۰۰ هزار نفر در سال می‌شود؛ بلکه عفونت‌های مختلفی مانند ذات‌الریه و سل و سوزاک را نیز تشدید می‌کند. پیش‌بینی می‌شود بدون کشف راهی برای پیشگیری از مقاوم‌شدن باکتری‌ها دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها، تا سال ۲۰۵۰، بیماری‌های پیشگیری‌شدنی موجب مرگ ۱۰ میلیون نفر در سال شوند.

برخی از روش‌هایی که در آن باکتری‌ها دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاوم می‌شوند، ازطریق تغییراتی است که در ژنوم باکتری رخ می‌دهد. باکتری می‌تواند آنتی‌بیوتیک‌ها را به خارج پمپ یا آنتی‌بیوتیک‌ها را تجزیه کند. همچنین، می‌تواند رشد و تقسیم را متوقف کند. در این وضعیت، یافتن باکتری به‌وسیله‌ی سیستم ایمنی دشوار می‌شود.

پژوهشگران در مطالعه‌ی جدید خود روی روش کمتر شناخته‌‌شده‌ی دیگری تمرکز کردند که باکتری از آن برای کسب مقاومت دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌کند. آن‌ها به‌طور مستقیم نشان دادند باکتری در بدن انسان برای اجتناب از هدف قرارگرفتن به‌وسیله‌ی آنتی‌بیوتیک تغییر شکل می‌دهد. در این فرایند، باکتری برای ادامه‌ی رشد به تغییر ژنتیکی نیازی ندارد.

تقریبا تمام باکتری‌ها با ساختاری به‌نام دیواره‌ی سلولی احاطه شده‌اند. این دیواره مانند ژاکت ضخیمی است که از باکتری دربرابر استرس‌های محیطی محافظت می‌کند و مانع از هم پاشیده‌شدن سلول می‌شود. این ساختار به باکتری شکل منظمی (برای مثال کروی یا میله‌ای) می‌دهد و در تقسیم کارآمد باکتری مؤثر است. سلول‌های انسانی این دیواره یا ژاکت را ندارند؛ به‌ همین دلیل، سیستم ایمنی بدن انسان می‌تواند به‌آسانی باکتری‌ها را به‌عنوان دشمن شناسایی کند؛ زیرا دیواره‌ی سلولی آن‌ها با آنچه سلول‌های انسانی را فراگرفته، تفاوت زیادی دارد. ازآنجاکه باکتری‌ها دیواره‌ی سلولی دارند؛ ولی انسان‌ها ندارند، این بخش از ساختار باکتری هدفی عالی برای برخی از آنتی‌بیوتیک‌ها مانند پنی‌سیلین است. به‌ عبارت دیگر، آنتی‌بیوتیک‌ها دیواره‌ی سلولی را هدف قرار می‌دهند و می‌توانند بدون آسیب‌زدن به سلول‌های انسان، باکتری را از بین ببرند.

باکتری‌ها بدون دیواره‌ی سلولی اغلب شکننده می‌شوند و شکل منظم خود را از دست می‌دهند. البته آن‌ها در این حالت تا حدودی برای سیستم ایمنی ما نامرئی و کاملا دربرابر تمام انواع آنتی‌بیوتیک‌هایی مقاوم می‌شوند که به‌طور خاص دیواره‌ی سلولی را هدف قرار می‌دهند.

دانشمندان مدت‌ها است گمان می‌کنند این تغییر حالت به شکل L ممکن است ازطریق کمک به باکتری برای پنهان‌شدن از سیستم ایمنی و کسب مقاومت دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها در بازگشت عفونت نقش داشته باشد. اگرچه یافتن شواهدی در حمایت از این تئوری به‌علت طبیعت گریزان اشکال L و نبود روش‌های مناسب برای تشخیص آن‌ها دشوار بود.‌

پژوهشگران شواهدی از روش دیگری پیدا کرده‌اند که باکتری‌ها از آن برای اجتناب از آنتی‌بیوتیک‌ها استفاده می‌کنند.

در مطالعه‌ی جدید که در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است، گونه‌های باکتری مرتبط با عفونت‌های عودکننده‌ی مجاری ادراری بررسی و مشخص شد گونه‌های بسیاری از باکتری‌ها ازجمله اشریشیا کولای و انتروکوک واقعا می‌توانند در بدن انسان به این شکل درآیند. تا قبل از این مطالعه، این موضوع هرگز به‌طور مستقیم نشان داده نشده بود. پژوهشگران توانستند باکتری‌های پنهان‌شده را با استفاده از کاوشگرهای فلورسنت شناسایی کنند که می‌توانند DNA باکتری را تشخیص دهند. آن‌ها نمونه‌های ادرار بیماران سال‌خورده‌ای که دچار عفونت‌ مکرر مجاری ادراری بودند، در ظروف آزمایشگاهی حاوی قند زیاد کشت دادند و باکتری‌های موجود در آن‌ها را بررسی کردند. این محیط نه‌تنها مانع از در‌هم‌شکستن باکتری شد؛ بلکه اشکال L باکتری‌ها نیز در آن مشخص شدند. پژوهشگران در آزمایشی جداگانه توانستند کل فرایند مذکور را در حضور آنتی‌بیوتیک‌ها در جنین‌ گورخرماهی ببینند.

پس از حذف آنتی‌بیوتیک، باکتری از حالت L فرم به شکل طبیعی خود با دیواره‌ی سلولی تبدیل شد.

نکته‌ی مهم این است که نتایج این مطالعه نشان می‌دهد آنتی‌بیوتیک‌ها باید در شرایطی آزمایش شوند که شباهت بیشتری به بدن انسان دارد. آنتی‌بیوتیک‌هایی که در‌حال‌حاضر در آزمایشگاه‌های پزشکی استفاده می‌شوند، دربرابر اشکال L محافظتی ایجاد نمی‌کنند. به‌منظور درک اهمیت تغییر به فرم L در مقایسه با دیگر روش‌های کسب مقاومت آنتی‌بیوتیکی، پژوهش‌های بیشتری باید روی بیماران بیشتری انجام شود. پرداختن به این مسأله نیز مهم است که نقش احتمالی اشکال L در عفونت‌های عودکننده‌ی دیگری مانند سپسیس یا عفونت‌های ریوی چیست.

تاکنون، پژوهش درباره‌ی اشکال L باکتری‌ها بحث‌برانگیز بوده است؛ اما امید است این یافته‌ها موجب شود پژوهش‌های بیشتری درزمینه‌ی اشکال L باکتریایی در شرایط بیماری انجام شود. پژوهشگران امیدوارند مطالعه‌ی آن‌ها بتواند به یافتن راهی برای پاک‌سازی این باکتری‌های پنهان‌شده در بدن کمک کند. شاید ترکیب آنتی‌بیوتیک‌هایی که دیواره‌ی سلولی باکتری را هدف قرار می‌دهند با آنتی‌بیوتیک‌هایی که بتوانند اشکال L را از بین ببرند، راهی برای مبارزه با عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک باشد.

مبارزه‌ی ما با باکتری‌ها ادامه دارد. هنگامی که راه‌های جدیدی برای مبارزه با آن‌ها پیدا می‌کنیم، آن‌ها نیز راه‌هایی برای فرار پیدا می‌کنند. نتایج این مطالعه روش دیگری را نشان می‌دهد که باکتری ازطریق آن می‌تواند سازگاری پیدا کند و ما باید در نبرد پیوسته‌ی خود با بیماری‌های عفونی این مسأله را نیز در نظر بگیریم.