ترکیبی منحصر‌به‌فرد از میکروب‌ها می‌تواند عفونت‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را درمان کند

به گزارش مجله خبری نگار، عفونت‌های باکتریایی مقاوم به آنتی‌بیوتیک اغلب در بیماران مبتلا به بیماری‌های التهابی مزمن روده، مانند بیماری التهابی روده، و در بیمارانی که مدت طولانی آنتی‌بیوتیک مصرف کرده‌اند، رخ می‌دهد. باکتری‌های گرم منفی، مانند انتروباکتریاسه، علت شایع این عفونت‌ها هستند و گزینه‌های درمانی کمی دارند. نشان داده شده است که پیوند میکروبیوتای مدفوع حاوی برخی از این عفونت‌ها است، اما ترکیب آنها بین دسته‌ها متفاوت است و همیشه موفقیت‌آمیز نیست.

محققان دانشکده پزشکی دانشگاه کیو در توکیو و موسسه Broad دانشگاه MIT و هاروارد، ۱۸ گونه باکتری را از مدفوع افراد سالم جدا کردند که می‌تواند به طور بالقوه درمان مؤثرتری باشد. این تیم تحقیقاتی دریافت که این گونه‌ها با رقابت با باکتری‌های مضر برای کربوهیدرات‌ها و جلوگیری از تجمع آنها در روده، رشد انتروباکتریاسه‌ها را سرکوب کرده و التهاب را در روده موش‌ها کاهش می‌دهند.

این یافته‌ها که در مجله نیچر منتشر شده است، می‌تواند منجر به توسعه پیوند‌های میکروبی برای بیماران شود که باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را به طور خاص‌تر و با عوارض جانبی کمتری نسبت به درمان‌های موجود هدف قرار می‌دهند.

ماری-مادلین پوست، یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «با وجود دو دهه تحقیق در مورد میکروبیوم، ما تازه شروع به درک چگونگی شناسایی خواص تقویت‌کننده سلامت میکروبیوم روده کرده‌ایم.»

او گفت: «بخشی از چالش این است که میکروبیوم هر فرد منحصر‌به‌فرد است. این تلاش‌های مشترک به ما این امکان را داده است که مکانیسم‌های مختلف عملکردی را که این باکتری‌ها برای کاهش بار پاتوژن و التهاب روده استفاده می‌کنند، از نظر عملکردی مشخص کنیم.»

رامنیک خاویر، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «مطالعات میکروبیوم اغلب می‌تواند شامل تجزیه و تحلیل مجموعه‌ای از توالی‌های ژنتیکی باشد، بدون اینکه بفهمیم هر ژن چه کاری انجام می‌دهد یا چرا میکروب‌های خاص مفید هستند. تلاش برای کشف این عملکرد، مرز بعدی است و این اولین گام خوب برای فهمیدن چگونگی تأثیر متابولیت‌های میکروبی بر سلامت و التهاب است.»

انتروباکتریاسه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک، مانند باکتری‌های E. coli و Klebsiella، در بیمارستان‌ها رایج هستند، جایی که می‌توانند در روده بیماران تکثیر شوند و باعث عفونت‌های سیستمیک خطرناکی شوند که درمان آنها دشوار است. برخی مطالعات نشان می‌دهد که انتروباکتریاسه‌ها همچنین در التهاب مداوم روده و عفونت توسط سایر میکروب‌ها نقش دارند. دانشمندان می‌خواستند بفهمند کدام باکتری‌های خاص در پیوند میکروبیوتای مدفوع ممکن است به محافظت از میکروبیوم روده در برابر انتروباکتریاسه کمک کنند. این تیم حدود ۴۰ سویه باکتری را از هر نمونه مدفوع از پنج اهداکننده سالم جدا کرد و از آنها برای درمان موش‌های آلوده به E. coli یا Klebsiella استفاده کرد. آنها ترکیبات مختلفی از سویه‌ها را آزمایش کردند و گروهی از ۱۸ سویه را شناسایی کردند که بیشترین سرکوب را بر انتروباکتریاسه‌ها داشتند.

محققان دانشگاه کیو دریافتند که در موش‌های آلوده به کلبسیلا که ۱۸ سویه مفید به آنها داده شد، کلبسیلا بیان ژن‌های دخیل در جذب و متابولیسم کربوهیدرات را تغییر داد. این شامل کاهش بیان ژن‌های گلوکونات کیناز و ناقل بود که نشان‌دهنده افزایش رقابت بین میکروب‌های روده برای مواد مغذی است.

این تیم می‌خواست نمونه‌هایی از بیماران مبتلا به التهاب روده و بدون التهاب روده را مطالعه کند. آنها با همکاری پلتفرم متابولومیکس شرکت Broad، به رهبری مدیر ارشد و نویسنده همکار مطالعه، کلاری کلیش، نمونه‌هایی از کودکان مبتلا به کولیت اولسراتیو را تجزیه و تحلیل کردند و به دنبال وجود ژن‌های مسیر گلوکونات جایگزین در میکروب‌های روده و سطح گلوکونات مدفوع بودند. آنها در نمونه‌های کودکانی که التهاب مداوم داشتند، سطح گلوکونات بالاتری را مرتبط با مصرف بیشتر گلوکونات توسط انتروباکتریاسه یافتند، که با سطح بالای پروتئین کالپروتکتین نشان داده شده است.

روی هم رفته، نتایج نشان می‌دهد که انتروباکتریاسه‌ها گلوکونات را به عنوان یک ماده مغذی کلیدی بازیافت می‌کنند و در التهاب بیماران نقش دارند. اما وقتی میکروبیوم روده شامل ۱۸ سویه مفید باشد، احتمالاً با انتروباکتریاسه‌ها برای گلوکونات و سایر منابع مغذی رقابت می‌کنند و گسترش باکتری‌های مضر را محدود می‌کنند.

این ۱۸ سویه همچنین رشد سایر باکتری‌های سالم را در حیواناتی که میکروبیوتای روده آنها از بیماران مبتلا به بیماری کرون و کولیت اولسراتیو گرفته شده بود، مختل نکردند و این موضوع پتانسیل درمانی آنها را بیشتر برجسته می‌کند.

اگرچه تحقیقات بیشتری برای درک مکانیسم‌های دقیق زیربنایی چگونگی رقابت باکتری‌های مختلف با یکدیگر مورد نیاز است، یافته‌ها نشان می‌دهد که می‌توان از درمان میکروبی برای تغییر اکولوژی روده و سرکوب عفونت‌های باکتریایی مضر با عوارض جانبی منفی کمتر نسبت به درمان آنتی‌بیوتیکی مرسوم استفاده کرد.

در عین حال، این تیم قصد دارد هویت و عملکرد متابولیت‌های ناشناخته‌ای را که سلامت روده و التهاب را تقویت می‌کنند، کشف کند.