การติดเชื้อ: ร่างกายของเรารู้ได้อย่างไรว่าเมื่อใดควรตอบโต้?

การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าเซลล์ที่ติดเชื้อได้อย่างไร Pseudomonas aeruginosa สามารถรับรู้ถึงเชื้อโรคและตัดสินใจว่าจะต่อสู้กลับหรือไม่ การวิจัยยังให้ข้อมูลที่สำคัญสำหรับการพัฒนาทางเลือกในการใช้ยาปฏิชีวนะ

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าเซลล์รู้สึกอย่างไรเมื่อต้องต่อสู้กับการติดเชื้อ

Pseudomonas aeruginosa เป็นแบคทีเรียแกรมลบที่อาศัยอยู่ในดินและน้ำ เป็นเชื้อโรคที่ฉวยโอกาสซึ่งหมายความว่าเป็นสาเหตุของโรคในผู้ที่มีระบบภูมิคุ้มกันที่ถูกบุกรุก

ผู้ที่มีความเสี่ยง ได้แก่ ผู้ที่เป็นโรคซิสติกไฟโบรซิสและผู้ที่อยู่ในสถานพยาบาล

เชื้อโรคยังสามารถทำให้เกิดโรคปอดบวมการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะและการติดเชื้อที่แผลผ่าตัด

สิ่งที่ทำให้แบคทีเรียชนิดนี้มีความท้าทายเป็นพิเศษคือสามารถทนต่อยาปฏิชีวนะได้หลายชนิด

ศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) เพิ่งระบุสายพันธุ์ดื้อยาหลายสายพันธุ์ P. aeruginosa เป็นภัยคุกคามร้ายแรง ในปี 2560 CDC บันทึกผู้ป่วยในโรงพยาบาล 32,600 รายและเสียชีวิตประมาณ 2,700 ราย

เซลล์ของเราป้องกันตัวเองอย่างไร P. aeruginosa การติดเชื้อ? แล้วนักวิทยาศาสตร์จะจัดการกับเชื้อดื้อยาหลายสายพันธุ์ได้อย่างไร?

การตรวจจับ Quorum

แบคทีเรียสามารถใช้วิธีการที่ซับซ้อนที่เรียกว่า quorum sensing เพื่อสื่อสารกันและควบคุมพฤติกรรมส่วนรวมของพวกมัน

ระบบจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นของอาณานิคมของแบคทีเรียและแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ ที่อยู่รอบตัวพวกมัน

Quorum sensing อาศัยโมเลกุลการส่งสัญญาณที่เรียกว่า autoinducers แบคทีเรียจะปล่อยสิ่งเหล่านี้ลงสู่สิ่งแวดล้อมเพื่อส่งข้อความถึงกัน

กระบวนการของแบคทีเรียจำนวนมากขึ้นอยู่กับการตรวจจับองค์ประชุม สิ่งเหล่านี้รวมถึงการก่อตัวของฟิล์มชีวภาพและการหลั่งของปัจจัยความรุนแรงซึ่งทั้งสองอย่างนี้อาจทำให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพของเราได้

การเขียนในวารสาร วิทยาศาสตร์, Pedro Moura-Alves และ Stefan Kaufmann จาก Max Planck Institute for Infection Biology ในเบอร์ลินในเยอรมนีอธิบายว่าเซลล์ที่ติดเชื้อสามารถสกัดกั้นได้อย่างไร P. aeruginosa autoinducers ช่วยให้พวกเขาเลือกวิธีการป้องกันที่ดีที่สุด

ข่าวการแพทย์วันนี้ พูดคุยกับศาสตราจารย์ Kaufmann เกี่ยวกับการวิจัย

เขาอธิบายว่า“P. aeruginosa เป็นเชื้อโรคที่สำคัญในโรงเรือนที่มีความต้านทานต่อยาต้านจุลชีพสูง เชื้อโรคในโรงพยาบาลมักดื้อต่อยาต้านจุลชีพ (ยาปฏิชีวนะ) โดยทั่วไปการติดเชื้อในโรงพยาบาลจะได้รับในโรงพยาบาล”

"ในเวลาเดียวกัน, P. aeruginsoa เป็นจุลินทรีย์ที่แพร่หลายในสิ่งแวดล้อมและสามารถพบได้ในอ่างล้างหน้า ฯลฯ มีแนวโน้มว่าผู้คนจะสัมผัสกับ P. aeruginosa อย่างไรก็ตามบ่อยครั้งในปริมาณที่ต่ำเมื่อไม่เป็นอันตราย” เขากล่าวต่อ

“ ในทางตรงกันข้ามถ้าพวกมันเติบโตขึ้นจนมีจำนวนมากขึ้นพวกมันจะเปิดโปรแกรมยีนของมันซึ่งทำให้พวกมันสามารถโจมตีโฮสต์ได้เพราะตอนนี้พวกมันก่อให้เกิดปัจจัยที่ก่อให้เกิดความรุนแรง”

"การสอดแนม" P. aeruginosa

ในการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติMoura-Alves และ Kaufman แสดงให้เห็นว่าปัจจัยการถอดความที่เรียกว่า aryl hydrocarbon receptor (AhR) สามารถตรวจจับปัจจัยความรุนแรงที่ปล่อยออกมาโดย P. aeruginosa.

สำหรับการวิจัยในปัจจุบันทีมงานได้ใช้การรวมกันของเซลล์มนุษย์ zebrafish และหนูเพื่อแสดงให้เห็นว่า AhR สามารถตรวจจับ quorum sensing autoinducers ได้

“ เราประหลาดใจที่พบว่า Aryl Hydrocarbon Receptor สามารถสอดแนมภาษาสื่อสารของแบคทีเรียโดยแปลเป็นคำศัพท์ในการป้องกันโฮสต์” Moura-Alves ซึ่งตอนนี้ทำงานที่ Ludwig Institute for Cancer Research ที่ Oxford University ในสหราชอาณาจักร , บอก MNT.

“ สิ่งนี้ช่วยให้โฮสต์สามารถตรวจสอบการติดเชื้อและตอบสนองตามระดับของภัยคุกคาม”

ทีมเขียนลงในกระดาษ:

“ เราเสนอว่าด้วยการสอดแนมการสื่อสารระหว่างแบคทีเรีย AhR สามารถตรวจจับสถานะที่เป็นอยู่ของ P. aeruginosa ชุมชนระหว่างการติดเชื้อทำให้โฮสต์สามารถระดมกลไกการป้องกันที่เหมาะสมที่สุดตามความรุนแรงของภัยคุกคาม”

การขัดขวางการตรวจจับโควรัมเป็นวิธีหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์พยายามจัดการกับภัยคุกคามของการดื้อยาหลายชนิด P. aeruginosa การติดเชื้อ

“ การแทรกแซงการเติบโตของแบคทีเรียและการปรับการตอบสนองของโฮสต์อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นการค้นพบของเราสามารถช่วยเราและคนอื่น ๆ ในการพัฒนามาตรการแทรกแซงใหม่ ๆ ที่ดีขึ้น (แม่นยำยิ่งขึ้น)” ศาสตราจารย์ Kaufmann อธิบาย MNT.

แม้ว่าทางเลือกดังกล่าวอาจเป็นทางเลือกในอนาคต แต่ข้อมูลเชิงลึกใหม่ของทีมเกี่ยวกับวิธีที่แบคทีเรียสื่อสารกันควรช่วยในกลยุทธ์นี้