նախընտրելի դարձնել
Երբ բակտերիաները ենթարկվում են հակաբիոտիկների հարձակմանը, նրանք չեն գործում «ամեն մեկն իր համար» սկզբունքով։ Բեյլորի բժշկական քոլեջի հետազոտողներն ու նրանց գործընկերները պարզել են, որ բակտերիալ պոպուլյացիաները համատեղ ուժերով են պայքարում հակաբիոտիկների պայմաններում գոյատևելու համար։ Science ամսագրում հրապարակված հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ բակտերիաները միավորում են իրենց ռեսուրսները՝ օգնելով գոյատևել «ննջող» (սպասողական վիճակում գտնվող) բջիջներին։ Ստացված տվյալները բացատրում են, թե ինչու է որոշ բակտերիաներ դժվար ոչնչացնել, և պոտենցիալ մոտեցումներ են առաջարկում՝ հակաբիոտիկների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար։
«Հակաբիոտիկները նախատեսված են բակտերիաները սպանելու կամ դրանց աճը կասեցնելու համար։ Սակայն շատ դեպքերում, դեղամիջոցի կիրառումից հետո, մնում է ողջ մնացածների մի փոքր խումբ»,- ասել է հետազոտության համահեղինակ և առաջատար հեղինակ, Բեյլորի բժշկական քոլեջի մոլեկուլային գենետիկայի, մարդու գենետիկայի, ինչպես նաև մոլեկուլային վիրուսաբանության և միկրոբիոլոգիայի պրոֆեսոր, դոկտոր Քրիստոֆ Հերմանը։ «Ողջ մնացածները չունեն գենետիկ դիմադրողականություն։ Փոխարենը՝ նրանք ժամանակավորապես անջատում են նյութափոխանակության որոշակի գործընթացներ՝ անցնելով ձմեռային քնի նմանվող մի վիճակի, ինչը թույլ է տալիս նրանց վերապրել բուժումը, իսկ հետո՝ վերականգնվել։ Հասկանալը, թե ինչպես են բակտերիաները գոյատևում և ինչպես են պահպանվում օրգանիզմում, լուրջ մարտահրավեր է քրոնիկ վարակների դեմ պայքարում»։
Գիտնականներին վաղուց է հայտնի, որ բակտերիաները կարող են օգնել միմյանց դիմակայել հակաբիոտիկներին՝ փոխանակվելով կայունություն ապահովող գեներով, հայտնում է «Научная Россия»-ն։ Այս հետազոտության ընթացքում Հերմանն ու իր գործընկերները փորձել են պարզել՝ արդյո՞ք բակտերիաները կարող են ուղղակիորեն փոխանակվել սպիտակուցներով՝ մոլեկուլային այն «մեքենաներով», որոնք կատարում են բջիջների աշխատանքի մեծ մասը։ Նախորդ հետազոտությունները մատնանշում են, որ բակտերիաները կարող են սպիտակուցներ փոխանակել, սակայն դրա փորձարարական ապացույցները բավարար չեն։
«Սպիտակուցների փոխանցումը հայտնաբերելու համար մենք մշակեցինք զգայուն համակարգ՝ օգտագործելով Escherichia coli բակտերիան»,- պատմում է հետազոտության առաջին հեղինակ Էլիս Վենը։ «Մենք ստեղծեցինք բակտերիաների մի խումբ, որոնք արտադրում են Cre կոչվող հատուկ ֆերմենտը, և նույն բակտերիաների մեկ այլ խումբ, որոնք պարունակում են գենետիկ «անջատիչ»։ Այդ անջատիչը կարող է ակտիվանալ միայն այն դեպքում, եթե Cre սպիտակուցը հայտնվի ընդունող բջջի ներսում»։
Համակարգը ցույց է տվել, որ դոնոր և ռեցիպիենտ բակտերիաների համատեղ աճեցման դեպքում սպիտակուցների փոխանցում իրոք տեղի է ունեցել, մինչդեռ սովորական պայմաններում դա հազվադեպ էր պատահում։ Բայց երբ բակտերիաները ենթարկվել են հակաբիոտիկների ցածր, ոչ մահացու դոզաների ազդեցությանը, սպիտակուցների փոխանցումն աճել է հազարավոր անգամներ։
«Այնուհետև մենք ուսումնասիրեցինք, թե ինչպես են սպիտակուցները տեղաշարժվում մի բջջից մյուսը,- ասում է Վենը։ — Պարզեցինք, որ փոխանցումը տեղի էր ունենում նույնիսկ դոնորական բջիջները հեռացնելուց հետո, երբ մնում էր միայն այն հեղուկը, որի մեջ դրանք աճել էին։ Սա բացառեց բջիջների անմիջական շփման հնարավորությունը և մատնանշեց, որ սպիտակուցները հայտնվել են արտաքին միջավայրում»։
Համադրելով կենսաքիմիական մեթոդներն ու ժամանակակից մանրադիտակը՝ թիմը պարզել է, որ սպիտակուցները փոխանցվում են չնչին կառուցվածքների միջոցով, որոնք կոչվում են թաղանթային վեզիկուլներ։ Վեզիկուլները նման են բակտերիալ թաղանթից առաջացած պղպջակների, որոնք առանձնանում են բջիջներից և ազատ լողում արտաքին միջավայրում։
Ավելի մոտիկից դիտարկելիս՝ ընդունող բջիջները ցուցադրել են հստակ հանգստի վիճակի նշաններ. դրանք դանդաղեցրել են սպիտակուցների արտադրությունը, նվազեցրել նյութափոխանակությունը և ակտիվացրել կայունության հետ կապված գեները, ինչպիսին է HipA-ն։ «HipA-ի բարձր ակտիվությամբ ռեցիպիենտ բջիջներն ավելի մեծ հավանականությամբ էին կլանում սպիտակուցներ կրող վեզիկուլները և ողջ մնում հակաբիոտիկներով բուժումից հետո,- ասում է Վենը։ — HipA-ի հեռացումից հետո սպիտակուցի կլանումն ու բջիջների գոյատևման ցուցանիշը նվազել են»։
Սպիտակուցների փոխանցումը նաև օգնել է ննջող բակտերիաներին վերապրել հակաբիոտիկների մահացու դոզաների ազդեցությունը վեզիկուլների տեղափոխումից հետո։ Այսինքն՝ նախքան հակաբիոտիկներով մշակումը վեզիկուլների կոնցենտրացիայի բարձրացումը մեծացրել է բջիջների գոյատևման հավանականությունը։ Արդյունքները ցույց են տվել, որ փոխանցված սպիտակուցներն օգնել են ննջող բջիջներին հաղթահարել սթրեսը, քանի դեռ սեփական սպիտակուցների արտադրությունը ժամանակավորապես դադարեցված էր։
«Մեր հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ հակաբիոտիկները ստիպում են բակտերիաների գենետիկորեն նույնական խմբին բաժանվել երկու տարբեր ենթախմբերի՝ դոնոր բջիջների, որոնք ի պատասխան արտազատում են սպիտակուցներով լեցուն վեզիկուլներ, և ռեցիպիենտ բջիջների, որոնք ընկնում են ձմեռային քնի մեջ, բայց ունակ են կլանել սպիտակուցները ստացված վեզիկուլներից, ինչն էլ օգնում է նրանց գոյատևել,- ասում է Հերմանը։ — Նման թիմային աշխատանքը թույլ է տալիս բակտերիալ պոպուլյացիայի խոցելի ներկայացուցիչներին ողջ մնալ հակաբիոտիկների մահացու հարձակման ժամանակ»։
Այժմ հետազոտողները փորձում են նույնականացնել վեզիկուլների մեջ գտնվող այն սպիտակուցները, որոնք նպաստում են ընդունող բջջի կայունությանը։ Բակտերիաների շրջանում դոնորների և ռեցիպիենտների փոխգործակցության մեխանիզմների ըմբռնումը նոր հնարավորություններ է բացում քրոնիկ և կայուն վարակների դեմ պայքարում։
