کشف نقطه‌ضعف مشترک دو باکتری مرگ‌آور اسهالی

به گزارش پایگاه خبری پزشکان و قانون (پالنا)، وبگاه سای‌تِک‌دِیلی در گزارشی آورده است:

با وجود دهه‌ها پژوهش، دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند واکسنی برای دو باکتری شایع و خطرناک عامل اسهال بسازند: باکتری ای‌تی‌ای‌سی/ ETEC (نوعی ای. کولای که باعث اسهال می‌شود) و باکتری شیگلا. این دو میکروب هر سال صدها میلیون نفر را بیمار می‌کنند و سهم بزرگی از بیماری و مرگ کودکان، به‌ویژه در مناطق فقیرنشین، به آن‌ها مربوط است.

یکی از دلایل اصلی دشواری ساخت واکسن، تغییرات مداوم در مولکول‌های سطح این باکتری‌هاست؛ همان مولکول‌هایی که واکسن‌ها معمولاً هدف قرار می‌دهند. اما پژوهشگران دانشگاه واشینگتن در سن‌لوئیس، به سرپرستی جیمز فلکنشتاین (James M. Fleckenstein)، موفق شده‌اند نقطه‌ضعف مشترکی را در پشت این تفاوت‌ها پیدا کنند که می‌تواند به ساخت یک واکسن واحد برای مقابله با هر دو عامل بیماری‌زا منجر شود.

عوامل بیماری‌زا برای ایجاد عفونت، ابتدا باید از لایه ضخیم مخاطی که روده را پوشانده است عبور کنند. این سد محافظ از تماس باکتری‌های مضر و مفید با بافت روده جلوگیری می‌کند. به گفته پژوهشگران، اگر بتوان عوامل بیماری‌زا را در همین مرحله متوقف کرد، بدون اینکه به میکروب‌های مفید (میکروارگانیسم‌ها) آسیبی برسد، از بروز عفونت جلوگیری خواهد شد.

باکتری ای‌تی‌ای‌سی (که با سویه‌های بی‌خطر ای. کولای تفاوت دارد) و شیگلا از آنزیم‌های بسیار مشابهی برای تجزیه پروتئین کلیدی موجود در مخاط روده استفاده می‌کنند. وقتی این سد شکسته شود، باکتری‌ها سموم خود را آزاد می‌کنند و اسهال آغاز می‌شود.

پیش‌تر، پژوهشگران همین گروه، یکی از این آنزیم‌ها را در ای. کولای بیماری‌زا شناسایی کرده بودند. مطالعه جدید نشان می‌دهد که دو آنزیم مرتبط دیگر که توسط شیگلا و برخی باکتری‌های اسهالی دیگر تولید می‌شوند، همین نقش را ایفا و به باکتری‌ها در نفوذ به لایه مخاطی کمک می‌کنند.

پژوهشگران با همکاری علی البیدی (Ali Ellebedy)، آنتی‌بادی‌های بیماران مبتلا به ای‌تی‌ای‌سی و داوطلبان شرکت‌کننده در مطالعات عفونت کنترل‌شده را جداسازی کردند. آن‌ها دریافتند آنتی‌بادی‌هایی که می‌توانند آنزیم کلیدی ای‌تی‌ای‌سی را مسدود کنند، آنزیم‌های مشابه در شیگلا را نیز خنثی می‌کنند.

سپس محققان دانشگاه میزوری با استفاده از میکروسکوپ فوق‌پیشرفته که تصاویر بسیار دقیقی از مولکول‌ها ثبت می‌کند، محل اتصال مؤثرترین آنتی‌بادی‌ها به آنزیم‌ها را تعیین کردند. آن‌ها یک ناحیه مشترک در هر سه آنزیم شناسایی کردند که توضیح می‌دهد چگونه یک آنتی‌بادی می‌تواند ابزارهای تخریب‌کننده مخاط را در چندین باکتری غیرفعال کند. این کشف یک هدف مشخص برای توسعه‌دهندگان واکسن فراهم می‌کند تا سیستم ایمنی را برای تولید آنتی‌بادی‌های محافظ قبل از مواجهه با عفونت تحریک کنند.

تحقیقات قبلی روی کودکان در داکا، بنگلادش نشان داده بود که کودکانی که به طور طبیعی آنتی‌بادی علیه آنزیم کلیدی ای‌تی‌ای‌سی تولید می‌کنند، کمتر بیمار می‌شوند. در مقابل، کودکانی که چنین آنتی‌بادی‌هایی ندارند، بیشتر در معرض خطر ابتلا قرار دارند.

نیاز به واکسن‌های مؤثر فقط به کشورهای در حال توسعه محدود نمی‌شود. ای‌تی‌ای‌سی با شیوع بیماری‌های ناشی از غذا در آمریکا نیز مرتبط است. از آنجا که آزمایشگاه‌های تشخیصی اغلب در تفکیک این باکتری از سویه‌های بی‌خطر ای. کولای مشکل دارند، بسیاری از عفونت‌ها ممکن است شناسایی نشوند. علاوه بر این، درمان این عفونت‌ها با آنتی‌بیوتیک، به معضل رو به رشد مقاومت آنتی‌بیوتیکی دامن می‌زند.

پژوهشگران اکنون در تلاش هستند تا این کشف را به یک واکسن عملی تبدیل کنند. فلکنشتاین در این زمینه می‌گوید: این باکتری‌ها در کنار ما تکامل یافته‌اند و در نفوذ به سدهای دفاعی بدن بسیار ماهر شده‌اند؛ اما اگر بتوانیم همان گام اول را متوقف کنیم، شانس این را داریم که این عفونت‌ها را پیش از آنکه ریشه بدوانند، مهار کنیم.

یافته‌های این پژوهش در نشریه معتبر مجله آکادمی ملی علوم آمریکا/ PNAS منتشر شده است.