مولکول‌های مخاطی می‌توانند مانع ابتلا به وبا شوند

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) مولکول هایی در مخاط کشف کرده‌اند که توانایی جلوگیری از ابتلا به وبا را به کمک اختلال در ژن‌های مسئول تبدیل میکروب به حالت مضر دارند.

به گزارش تکناک، این مولکول‌ها که گلیکان نامیده می‌شوند، نقش مهمی در موسین‌ها که ترکیبات سازنده ژل هستند و مخاط را تشکیل می‌دهند،بازی می‌کند.

استفاده از این مولکول های محافظ موجود در مخاط به طور بالقوه می تواند رویکرد جدیدی برای مدیریت بیماری که از طریق آب آلوده منتقل می شود مانند وبا، ارائه دهد.

تیم MIT یک گلیکان خاص را شناسایی کرد که می تواند ویبریوکلرا را از تولید سم مسئول ایجاد اسهال شدید، که یک علامت رایج وبا است، بازدارد.

دکتر بنجامین وانگ یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه می گوید: برخلاف آنتی‌بیوتیک‌ها، که با استفاده از آن‌ها می‌توانید به سرعت مقاومت ایجاد کنید، این گلیکان‌ها در واقع باکتری‌ها را از بین نمی‌برند. به نظر می رسد آنها آزادسازی ژن سموم بیماری زای آن را متوقف می کنند،بنابراین این روش دیگری است که می توان برای درمان این عفونت ها از آن استفاده کرد.

مهار کردن میکروب ها

در سال‌های اخیر،محققی به نام ریبک و دیگران کشف کرده‌اند که مخاط، که بیشتر بدن را می‌پوشاند، نقش کلیدی در کنترل میکروب‌ها ایفا می‌کند. آزمایشگاه ریبک نشان داده است که گلیکان ها که مولکول های قند پیچیده موجود در مخاط هستند،می توانند باکتری هایی مانند سودوموناس آئروژینوزا و مخمر کاندیدا آلبیکنس را از کار بیاندازند و از ایجاد عفونت های مضر مانند وبا جلوگیری کنند.

بیشتر مطالعات قبلی ریبک روی پاتوژن های ریه متمرکز شده بود، اما در مطالعه جدید، محققان توجه خود را به میکروبی معطوف کردند که دستگاه گوارش را آلوده می کند. ویبریوکلرا که اغلب از طریق آب آشامیدنی آلوده پخش می شود، می تواند باعث اسهال شدید و کم آبی بدن شود. این باکتری در گونه های بسیاری وجود دارد و تحقیقات قبلی نشان داده است که این میکروب تنها زمانی بیماری زا می شود که توسط ویروسی به نام فاژ CTX آلوده شود.

وانگ می گوید: این فاژ(باکتری خوار)حامل ژن‌هایی است که سموم وبا را رمزگذاری می‌کنند، که در واقع همان چیزی است که مسئول علائم عفونت شدید وبا است.

برای اینکه این «تبدیل سمی» اتفاق بیفتد، فاژ CTX باید به گیرنده‌ای روی سطح باکتری معروف به پیلوس سمی تنظیم‌شده (TCP) متصل شود. تیم MIT با کار با موسین گلیکان های خالص شده از دستگاه گوارش خوک متوجه شد که گلیکان ها توانایی باکتری برای تولید گیرنده TCP را سرکوب می کنند، بنابراین فاژ CTX دیگر نمی تواند آن را آلوده کند.

محققان همچنین نشان دادند که قرار گرفتن در معرض موسین گلیکان ها به طور چشمگیری میزان آزادسازی بسیاری از ژن های دیگر از جمله ژن های مورد نیاز برای تولید سم وبا را تغییر می دهد. هنگامی که باکتری ها در معرض این گلیکان ها قرار گرفتند، تقریباً هیچ سم وبایی تولید نکردند.

وقتی ویبریوکلرا سلول های اپیتلیال را که مجرای گوارشی را پوشانده اند، آلوده می کند، سلول ها شروع به تولید بیش از حد مولکولی به نام AMP حلقوی می کنند. این مسئله باعث می شود که آنها مقادیر زیادی آب ترشح کنند که منجر به اسهال شدید می شود. محققان متوجه شدند که وقتی سلول های اپیتلیال انسان را در معرض ویبریوکلرا قرار دادند که توسط موسین گلیکان خلع سلاح شده بود، سلول ها AMP حلقوی تولید نشدند یا شروع به نشت آب نکردند.

سپس محققان بررسی کردند که کدام گلیکان های خاص ممکن است بر روی ویبریوکلرا اثر بگذارند. برای انجام این کار، آنها با آزمایشگاه هیوی کار کردند تا نسخه‌های مصنوعی فراوان‌ترین گلیکان‌های موجود در نمونه‌های موسین طبیعی را که مورد مطالعه قرار می‌دادند، ایجاد کنند. اکثر گلیکان هایی که آنها سنتز کردند ساختارهایی به نام هسته 1 یا هسته 2 دارند که در تعداد و نوع مونوساکاریدهای موجود در آنها کمی متفاوت است.

محققان متوجه شدند که گلیکان های هسته 2 بیشترین نقش را در مهار کردن عفونت وبا دارند.تخمین زده می شود که 50 تا 60 درصد افراد آلوده به ویبریوکلرا بدون علامت هستند، بنابراین محققان فرض می کنند که موارد علائم دار ممکن است زمانی رخ دهد که این موسین های مسدود کننده وبا وجود نداشته باشند.

ریبک می گوید: یافته‌های ما نشان می‌دهد که ممکن است عفونت‌ها زمانی رخ دهند که سد مخاطی به خطر بیفتد و فاقد این ساختار خاص گلیکان شود.

او اکنون در حال کار بر روی راه‌هایی برای رساندن موسین گلیکان‌های مصنوعی، احتمالاً همراه با آنتی‌بیوتیک‌ها، به محل‌های عفونت است. گلیکان ها به خودی خود نمی توانند به پوشش های مخاطی بدن بچسبند، بنابراین آزمایشگاه ریبک در حال بررسی امکان اتصال گلیکان ها به پلیمرها یا نانوذرات است تا به آنها کمک کند تا به این پوشش ها بچسبند. محققان قصد دارند با پاتوژن های ریه شروع کنند، اما امیدوارند این رویکرد را برای پاتوژن های روده از جمله ویبریو کلرا نیز به کار گیرند.

ریبک می گوید: ما می‌خواهیم یاد بگیریم که چگونه گلیکان‌ها را در ارتباط با آنتی‌بیوتیک‌ها یعنی جایی که ممکن است به یک رویکرد دو جانبه نیاز داشته باشید،به تنهایی آزاد کنیم . این موضوع درحال حاضر هدف اصلی ما است زیرا ما متوجه شدیم که بسیاری از پاتوژن ها تحت تأثیر ساختارهای مختلف گلیکان هستند.