بمب‌های هوشمندی که باکتری‌های مقاوم به آنتی بیوتیک را هدف قرار می‌دهند

این روزها شاهد افزایش شیوع باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها هستیم. گروهی استفاده و تجویز بیش از اندازه این نوع داروها را عامل اصلی این مشکل می‌دانند که به صورتی گسترده توسط انسان و نیز حیوانات مورد استفاده قرار می‌گیرند. به دنبال این مقاومت و عوارض ناشی از آن، محققان به دنبال تحولی نوین در این عرصه بودند که آن را سوپرباگز(Superbugs) نامیدند. نسل جدیدی از آنتی‌بیوتیک که به عنوان بمب هوشمند شناخته شده و قادر است خصوصیات نژادی باکتری‌هایی که ممکن است در مقابل نسل بعدی آنتی‌بیوتیک‌ها هم از خود مقاومت نشان دهند را هدف قرار داده و این تهدید را منتفی کند. 

این گام مهم که توسط محققین دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی برداشته شده، تکنیک جدیدی است که پتانسیل تبدیل‌شدن به یک اسلحه جدید و نیرومند را داراست و این توانایی را دارد که علیه باکتر‌ی‌های مقاوم به دارو، وارد عمل شود. برخلاف دیگر آنتی‌بیوتیک‌های مرسوم که هر دو نوع باکتری، یعنی مفید و مضر را به صورت همزمان از میان برمی‌دارند، این گونه جدید هدف والاتری را مد نظر دارد. در واقع آنها به صورتی هوشمندانه وارد عمل شده و تنها درصدد نابودی خصوصیات ژنتیکی باکتری‌های مضر هستند؛ بدون آنکه باکتری‌های موثر یا به اصطلاح مفید آسیب دیده از بین بروند. از این رو است که از این محصول جدید به نام بمب هوشمند یاد می‌شود.

بسیاری از انواع باکتری، به عنوان بخشی از دستگاه ایمنی خود، از سیستمی موسوم به CRISPR-cas برخوردارند که مخفف عبارت “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” یا توالی تکرار شونده با فواصل کوتاه است. هنگامی که باکتری توسط عوامل خارجی و متجاوزی همچون ویروس‌ها مورد حمله و هجوم قرار می‌گیرد، این سیستم یک سری رشته‌های کوچک از RNA که CRISPR RNAs نامیده می‌شوند را تولید می‌کند. این رشته‌ها قادرند خود را با توالی رشته DNA متجاوز هماهنگ کنند. وقتی که این رشته نقطه اشتراکی می‌یابد پروتئین خاصی آزاد کرده که رشته DNA مهاجم را قطع و بدین‌وسیله عامل بیماری حذف شده از بین می‌رود. محققان دانشگاه کارولینا از همین ویژگی استفاده کرده و به کمک طراحی رشته CRISPR RNAs، موفق شدند خود باکتری را هدف قرار دهند؛ به طوری که سیستم ایمنی باکتری متوجه خود شده و به نوعی باکتری وادار به خودکشی می‌شود.
دکتر چیس بیسل(Chase Beisel) یکی از دستیاران بخش شیمی و مهندسی زیست مولکولی دانشگاه ایالتی کارولینا در این مورد می‌گوید:

ما همچنان در تلاش هستیم تا نحوه بریده شدن رشته DNA و تأثیر آن بر حذف باکتری را دریابیم. هر چند سادگی انجام این روش و اثر بخشی آن روی باکتری‌های مختلف و توانایی حذف آنها، ما را در ادامه این مسیر تشویق و دلگرم کرده است.

گروه تحقیقاتی موفق شدند در کشت‌های آزمایشگاهی کنترل شده و در حضور انواع مختلف باکتری‌ها، باکتری سالمونلا (باکتری خطرناک گرم منفی و عامل مسمویت غذایی) را از محیط حذف کنند؛ بدون آنکه هیچ گونه تأثیر منفی جانبی روی باکتری‌های مفید موجود مشاهده شود. آنها همچنین ثابت کردند که با این روش می‌توان یک خصوصیت ژنتیکی خاص را حذف کرد؛ بدون آنکه رشته DNA به طور کلی دگرگون شود. دکتر بسل می‌افزاید:

با هدف قرار دادن رشته‌های DNA خاص در سیستم CRISPER-cas، قادر خواهیم بود بسیاری از سازوکارهای اساسی موجود در نمونه‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک را دور بزنیم.

هم اکنون محققان در تلاشند روش‌های ارسال CRISPER RNA را گسترش دهند تا به طور مؤثرتری از آنها در تجربیات کلینیکی استفاده شود.