آموزش ویروس‌ها برای نابودی باکتری‌ها!

به گزارش گروه وبگردی‌ خبرگزاری‌ صدا و سيما، باکتری‌ها توانایی ناخوشایندی در تکامل سریع دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا در کوتاه مدت از آنتی‌بیوتیک‌ها فرار کنند. اما اکنون دانشمندان در دانشگاه "کالیفرنیا سن دیه‌گو" با آموزش ویروس‌های از بین برنده باکتری‌ها با توانایی پیش‌بینی حرکت بعدی آنها، از تکامل علیه آن‌ها استفاده کرده‌اند.

وقتی موجودات در معرض شرایط استرس‌زا قرار می‌گیرند، برخی از آن‌ها به لطف جهش‌های ژنتیکی تصادفی که صفات مفیدی را به آن‌ها می‌دهد، بهتر از دیگران زنده می‌مانند. با گذشت زمان، این صفات در نهایت در بین جمعیتی از آن‌ها گسترش می‌یابد تا زمانی که به یک قاعده کلی تبدیل می‌شود. این همان تکامل است و معمولاً یک فرآیند شگفت‌انگیز برای کمک به زنده ماندن در شرایط دشوار و تهدید کننده زندگی است. اما در بعضی موارد نیز تکامل به ضرر ما انسان‌ها تمام می‌شود.

باکتری‌ها یکی از تکامل پذیرترین موجودات طبیعت هستند که قادرند نه تنها ژن‌های مفید را به نسل بعدی منتقل کنند، بلکه در واقع آن‌ها را بین نسل فعلی خود نیز مبادله می‌کنند؛ بنابراین وقتی آن‌ها با محیط سخت آنتی‌بیوتیکی روبرو می‌شوند، جای تعجب نیست که موفق می‌شوند از آن فرار کنند و سالم بمانند.

اکنون همین طور که بهترین دارو‌های آنتی‌بیوتیکی ما در حال از دست دادن اثر خود هستند، باکتری‌ها آماده می‌شوند تا در آینده نزدیک به یکی از مهم‌ترین نگرانی‌های بهداشت و سلامت عمومی تبدیل شوند؛ بنابراین دانشمندان به طور فزاینده‌ای به دنبال گزینه‌ای رفته‌اند که مدت‌ها نادیده گرفته شده است و آن، "درمان فاژی" است.

باکتریوفاژ‌ها یا به اختصار، "فاژها"، ویروسی هستند که به طور خاص طعمه باکتری‌ها می‌شوند و اگرچه آن‌ها یکی از گزینه‌های اولیه در مطالعات در زمینه درمان عفونت‌های باکتریایی بودند، اما با ظهور آنتی‌بیوتیک‌ها خیلی زودی کنار گذاشته شدند. اما اکنون که به نظر می‌رسد مسیر آنتی‌بیوتیک‌ها به بن بست رسیده است، فاژ‌ها یک بار دیگر راه‌حلی امیدوارکننده به نظر می‌رسند.

محققان در این مطالعه جدید تصمیم گرفتند فاژ‌ها را به عنوان قاتلان بهتری برای باکتری‌ها آموزش دهند. فاژ‌ها در کنار باکتری‌های هدف خود به مدت ۲۸ روز رشد داده شدند، بنابراین همزمان با باکتری‌ها تکامل یافتند و اساساً مسیر‌های فرار تکاملی را که باکتری‌ها سعی در استفاده از آن‌ها دارند، فرا گرفتند.

سپس این فاژ‌های آموزش دیده روی سایر جمعیت‌های باکتری آزمایش شدند و در از بین بردن اهداف خود بسیار خوب عمل کردند و باکتری‌ها را حدود ۱۰۰۰ برابر موثرتر از فاژ‌های آموزش ندیده سرکوب کردند. همچنین تأثیرات آن‌ها بین سه تا هشت برابر بیشتر پایدار ماند.

"جاستین مایر" نویسنده اصلی این تحقیق می‌گوید: فاژ آموزش دیده قبلاً روش‌هایی را که باکتری‌ها سعی می‌کنند با آن‌ها فرار کنند و طفره بروند، تجربه کرده است. ما از الگوریتم بهبود خود فاژ و تکامل با انتخاب طبیعی برای به دست آوردن پتانسیل درمانی و حل مشکل مقاومت باکتریایی استفاده می‌کنیم.

این مطالعه امید به درمان با فاژ‌ها برای درمان عفونت‌های باکتریایی را زنده می‌کند. شاید حتی لازم نباشد فاژ‌ها باکتری‌ها را از بین ببرند، بلکه مطالعات دیگر نشان داده‌اند که ممکن است بتوانند حواس باکتری‌ها را پرت کنند و موجب شوند آنتی‌بیوتیک‌ها دوباره کارآمد شوند.

این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of علوم منتشر شده است.