แบคทีเรียมีกลยุทธ์มากขึ้นในการต่อสู้กับยาปฏิชีวนะที่มนุษย์สร้างขึ้นกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็น
ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเพียงไม่กี่แบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะภายในอาณานิคมสามารถมอบการปกป้องชุมชนแบคทีเรียทั้งหมด แต่นักวิทยาศาสตร์อาจใช้ประโยชน์จากกลยุทธ์การป้องกันนี้เพื่อพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ
ก่อนหน้านี้นักวิจัยคิดว่าแบคทีเรียแต่ละตัวภายในอาณานิคมจำเป็นต้องพัฒนาความต้านทานยาปฏิชีวนะเป็นรายบุคคล มันทำเช่นนี้เมื่อมันมีการเปลี่ยนแปลงในยีนของมันเรียกว่าการกลายพันธุ์ที่มีการต่อต้านหรือเมื่อมันหยิบยีนจากแบคทีเรียอื่น ๆ มันเข้ามาสัมผัสกับการต่อต้านที่ให้
แต่การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นแบคทีเรียโชคดีพอที่จะพัฒนาความต้านทานยาเสพติดสามารถแบ่งปันความโชคดีของพวกเขาในระยะทางไกลกับเพื่อนบ้านของพวกเขาโดยไม่ต้องเปลี่ยนยีนของพวกเขา แบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะสามารถส่งโมเลกุลส่งสัญญาณที่เปิดกลไกป้องกันภายในแบคทีเรียที่ไม่ทนต่อ
“ มันบ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตที่เป็นเซลล์เดียวเหล่านี้สามารถทำงานได้มากหรือน้อยในฐานะสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์” ผู้เขียนการศึกษา James J. Collins นักวิจัยจากสถาบันการแพทย์ Howard Hughes ในบอสตันกล่าว
การศึกษาเป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณโมเลกุลสามารถมีบทบาทในการดื้อยาปฏิชีวนะคอลลินส์กล่าว ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับประเภทนี้การสื่อสารแบคทีเรียอาจมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการหาวิธีในการป้องกันการต่อต้านนักวิจัยกล่าว
งานจะถูกตีพิมพ์ในวารสาร Nature ฉบับที่ 2 กันยายน
การต่อต้านทางไกล
ไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้เห็นจำนวนผู้ป่วยที่ทนต่อแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะหรือ "ยอดเยี่ยม," รวมทั้งที่ทนต่อ methicillinStaphylococcus aureusหรือ MRSA
คอลลินส์และเพื่อนร่วมงานของเขาสนใจที่จะเรียนรู้ว่าแบคทีเรียได้รับการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่ให้ความต้านทานอย่างไร พวกเขาเติบโต Escherichia coli ในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยให้นักวิจัยควบคุมสภาพแวดล้อมที่จุลินทรีย์อาศัยอยู่อย่างแน่นหนา
จากนั้นพวกเขาก็ถูกแบคทีเรียให้เพิ่มปริมาณของยาปฏิชีวนะ norfloxacin บ่อยครั้งที่พวกเขาลบตัวอย่างขนาดเล็กของประชากรแบคทีเรียเพื่อทดสอบสิ่งที่เรียกว่า "ความเข้มข้นของการยับยั้งขั้นต่ำ" (MIC) ขนาดต่ำสุดของยาปฏิชีวนะที่จะป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย แบคทีเรียที่มีไมโครโฟนสูงกว่ามีความต้านทานต่อยาปฏิชีวนะที่ดีกว่า
นักวิจัยรู้สึกประหลาดใจที่เห็นว่าตัวอย่างเล็ก ๆ ส่วนใหญ่ของพวกเขามีไมโครโฟนต่ำกว่าประชากรโดยรวม แต่บ่อยครั้งที่พวกเขาสะดุดตัวอย่างที่มีไมโครโฟนสูงกว่ากลุ่มโดยรวมมาก
การวิจัยเพิ่มเติมชี้ให้เห็นว่าน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของประชากรแบคทีเรียจริง ๆ แล้วทนต่อ norfloxacin แบคทีเรียที่ดื้อยาเหล่านี้ไม่ได้ถูกเน้นโดยยาเสพติดและสามารถช่วยประชากรที่เหลือโดยการปล่อยโปรตีนที่เรียกว่าอินโดลเข้าสู่สภาพแวดล้อมของพวกเขา
“ อินโดลช่วยเพิ่มความต้านทานของเซลล์ที่มีความอ่อนไหวมากขึ้นทำให้พวกเขาสามารถอยู่รอดและเจริญเติบโตได้ในการเผชิญกับยาปฏิชีวนะแม้ว่าพวกเขาจะไม่จำเป็นต้องมีการกลายพันธุ์ที่ทำให้พวกเขาต่อต้านยาปฏิชีวนะ” คอลลินส์บอกกับ MyHealthNewsdaily
สวิตช์อินโดลบนปั๊มภายในแบคทีเรียที่มีช่องโหว่เป็นอย่างอื่นทำให้พวกเขาสามารถขับไล่ยาปฏิชีวนะได้ นอกจากนี้ยังกระตุ้นเส้นทางที่ปกป้องแบคทีเรียจากอนุมูลอิสระโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนพิเศษที่อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อแบคทีเรีย หนึ่งในวิธีหลักที่ใช้ยาปฏิชีวนะคือการฆ่าแบคทีเรียคือการทิ้งระเบิดด้วยอนุมูลอิสระ
โดยการส่งอินโดลออกมาแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะดูเหมือนจะทำหน้าที่เห็นแก่ผู้อื่น พวกเขาไม่ได้รับประโยชน์ ในความเป็นจริงมันมีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับแบคทีเรียเหล่านี้ในการผลิตอินโดล แต่ด้วยการสร้างโปรตีนนี้พวกเขากำลังช่วยเหลือผู้อื่นที่แบ่งปันยีนของพวกเขา
การวิจัยในอนาคต
การกำหนดเป้าหมายแบคทีเรียทางเดินที่ใช้ในการสร้างอินโดลอาจเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการปิดกั้นการพัฒนาของการดื้อยาปฏิชีวนะคอลลินส์กล่าวว่านักวิจัยยังพบว่าอีโคลีผลิตอินโดลต่อหน้ายาปฏิชีวนะอื่น ๆ นอกเหนือจาก norfloxacin พวกเขาคิดว่านี่อาจเป็นกลยุทธ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่แบคทีเรียใช้ในการแบ่งปันความต้านทานคอลลินส์กล่าว แต่จะต้องใช้งานในอนาคตเพื่อดูว่าสิ่งนี้เป็นจริงหรือไม่
การศึกษาในอนาคตจะตรวจสอบว่าโมเลกุลอื่น ๆ นอกเหนือจากอินโดลมีบทบาทในการแบ่งปันการดื้อยาปฏิชีวนะนี้หรือไม่
การศึกษาได้รับทุนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและสถาบันการแพทย์ Howard Hughes
