رویکرد ژنتیکی القاء کننده برای ممانعت از میکروب‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک
محققان از یک استراتژی اختلال ژنتیکی برای ممانعت از تکامل باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک نظیر E.coli استفاده کرده‌اند که امکان مبارزه همیشگی با میکروب‌های کشنده را فراهم می‌کند. محققان از یک رویکرد ممانعت کنترل‌شده سازگاری ارگانیسم‌ها به‌منظور ایجاد یک راه‌کار بلندمدت پایدار برای مبارزه با این پاتوژن‌ها استفاده کردند که از تکنیک‌ها CRISPR برای اصلاح بیان ژن‌های چندگانه در سلول‌های باکتری بهره می‌برد. این امر سبب توقف فرایندهای مرکزی پاتوژن و ممانعت از توانایی آن در تکامل دفاعی می‌شود.
طبق داده‌های مرکز کنترل بیماری‌ها، این پاتوژن‌های مقاوم به چند دارو که با آنتی‌بیوتیک‌های فعلی سریع‌تر از داروهای جدید سازگار می‌شوند، سالانه حدود ۲ میلیون نفر را در ایالات متحده آمریکا آلوده کرده و عامل حداقل ۲۳۰۰۰ مورد مرگ و میر ناشی از عفونت‌های باکتریایی به‌شمار می‌روند.
Peter Otoupal، نویسنده اصلی این مقاله و محقق بخش مهندسی شیمی و زیست شناسی CU بولدر(CHBE)، گفت: «اکنون ما راهی برای توقف مسیرهای تکاملی برخی از میکروب‌های خطرناک در اختیار داریم و به‌طور بالقوه مانع از ظهور فرم‌های آینده آن‌ها خواهیم شد.»
تحقیق CHAOS نقطه اوج کار است که در سال ۲۰۱۳ آغاز شد. در آن زمان Otoupal و همکارانش در جستجوی ژن‌هایی بودند که به‌عنوان کلید مرگ سلولی E.coli به‌شمار می‌روند. هنگامی‌که دانشمندان یک ژن را در یک زمان تغییر دادند، باکتری‌ها قدرت سازش‌پذیری خود را حفظ کرده و زنده ماندند، اما زمانی‌که آن‌ها همزمان دو یا چند ژن را تغییر دادند، سلول ضعیف و ضعیف‌تر شد.
Otoupal افزود: «یافته‌های ما نشان می‌دهد هنگامی‌که بیان ژن چندگانه، حتی ژن‌هایی که به ظاهر به بهبود بقای باکتری‌ها کمک می‌کنند، در همان زمان تغییر می‌کند، سازگاری باکتری‌ها به‌شدت کاهش می‌یابد.»
روش CHAOS از این اثر استفاده کرده و اهرم‌های ژنتیکی متعددی را برای ایجاد استرس در سلول‌های باکتریایی ایجاد می‌کند. این روش در نهایت منجر به شکست آبشاری از فرایندهای سیگنالینگ می‌شود و میکروب‌ها را نسبت به درمان‌های فعلی آسیب‌پذیرتر می‌سازد. روش CHAOS به‌تنهایی DNA میکروب‌ها را تغییر نمی‌دهد، همان‌طور که یک پیام کدگذاری‌شده بدون استفاده از رمزگشایی مناسب بی‌فایده است.
Anushree Chatterjee، نویسنده ارشد این پژوهش و استادیار CHBE، افزود: «شما می توانید آن را به‌عنوان یک سری از ناراحتی‌های افزاینده در سلول تصور کنید که در نهایت باعث تضعیف سلول می‌شوند. این روش پتانسیل بسیار بالایی را در ایجاد رویکردهای ترکیبی قوی‌تر فراهم می‌کند.»
Otoupal ادامه داد: «اگر چه E. coli تقریباً دارای ۴۰۰۰ ژن اختصاصی است، اما این چنین به‌نظر می‌رسد که توالی اصلاح ژنی کمتر از تعداد مطلق ژن‌های مختل‌شده هستند. با این‌حال، محققان قصد دارند بهینه‌سازی روش CHAOS را برای یافتن مؤثرترین اختلالات ادامه دهند.»
یافته‌های این مطالعه که در مجله Nature Communications Biology منتشر شده‌است، می‌تواند روش‌های تحقیقی جدیدی را در حوزه چگونگی محدود کردن مقاومت آنتی‌بیوتیک یک پاتوژن ارائه دهد.
Chatterjee افزود: «بیماری‌ها بسیار پویا هستند، بنابراین ما نیاز به طراحی درمان‌های هوشمندانه‌تری داریم تا بتوانند بر سرعت‌های سازگاری سریع خود دست پیدا کنند. ما بر نشان دادن اثربخشی این روش‌ها تاکید می‌کنیم و سپس را‌ه‌هایی را برای ترجمه فناوری به تنظیمات بالینی مدرن پیدا خواهیم کرد.»
Otoupal ادامه داد: «هیچکس در گذشته تصور نمی‌کرد که بتوان سرعت تکامل را کاهش داد. اما همانند هر چیز دیگری، تکامل دارای قوانینی است و ما شروع به یادگیری نحوه استفاده از آن‌ها به نفع خودمان می‌کنیم.»
☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله
