شناسایی یک راه احتمالی برای تشخیص و درمان بیماری لایم - پی سی باران

به گزارش گروه اجتماعی خبرنگاران، به نقل از وب سایت الباحث؛ محققان ویرجینیا تک کشف نموده اند که باکتری هایی که باعث بیماری لایم می شوند، تغییرات بسیار غیرعادی در کیسه مولکولی محافظ خود دارند - پپتیدوگلیکان-، که در همه باکتری ها مشترک است.

تغییر در این باکتری ها بی سابقه است - این یک تغییر غیرعادی در قند است که در هیچ موجود زنده ای رخ نداده است. یکی از راه هایی که باکتری ها این اصلاح قند را به دست می آورند، از کنه ها با جذب کربوهیدرات های منحصر به فرد کنه است. این تغییر مختص کنه هاست و به باکتری ها اجازه می دهد بهتر حرکت نمایند و احتمال ایجاد بیماری بیشتر گردد.

براندون گوترا دانشیار بیوشیمی در کالج کشاورزی و علوم زیستی و یکی از اعضای هیئت علمی این کالج گفت: ما معتقدیم این تغییر در نحوه ایجاد بیماری باکتری ها ضروری است و چیزی است که می توانیم برای اهداف درمانی و تشخیصی از آن استفاده کنیم.

این یافته ها اخیراً در مجله Nature Microbiology فراوری شده به وسیله Nature Portfolio منتشر شده است و این تحقیق حاصل چهار سال کار روی کنه ها و بیماری لایم است که مورد تحسین گسترده قرار گرفته است.

تانر دی هارت نویسنده اصلی این تحقیق می گوید: شرکت در این تحقیق مجذوب کننده ترین و با ارزش ترین تجربه حرفه آکادمیک من در ویرجینیا تک بود. این فرصت به من اجازه داد تا مهارت های علمی خود را تقویت کنم، به عنوان یک محقق مستقل تر پیشرفت کنم و تجربه دست اولی با بسیاری از فن آوری ها و طرح های تجربی کسب کنم.

در طول دو دهه گذشته، ایالات متحده شاهد افزایش قابل توجهی در تعداد موارد گزارش شده و توزیع جغرافیایی بیماری لایم بوده است. در ویرجینیا، این بیماری به وسیله نیش کنه پا سیاه آلوده به باکتری عامل بیماری لایم منتقل می گردد.

باکتری هایی که باعث بیماری لایم می شوند متفاوت هستند. سال ها پیش، محققان قادر به تشخیص این ناهنجاری نبودند. آن ها اطلاعات گمشده زیادی داشتند. پس از چهار سال جست و جو، آن ها تعدادی از قطعات پازل گم شده را پیدا کردند. در حالی که آن ها نمی دانند باکتری ها چگونه این اصلاح را انجام می دهند، ولی می دانند که باکتری ها چگونه آن را به دست می آورند.

نکته قابل توجه در اینجا این است که باکتری های عامل بیماری لایم محصول تجزیه ناقل کنه را جذب نموده و از آن برای یاری به ساخت این مولکول غیرعادی استفاده می نمایند. نکته قابل توجه تر این است که به نظر می رسد باکتری ها این سازگاری ظریف را تکامل داده اند تا آن ها را به حرکت موثر وادار نمایند، ویژگی ای که برای بیماری ضروری است.

این سازگاری باکتری ها را به یکی از سریع ترین موجودات زنده روی کره زمین از نظر نحوه حرکت تبدیل می نماید. از نقطه نظر فنی، شناسایی قند، کیتوبیوز - محصول تجزیه کیتین - جوهره تحقیق و کشف بود.

برای معین اینکه کتوبیوم قند واقعی است، محققان LCMS، یک کروماتوگرافی مایع همراه با طیف سنجی جرمی را در انکوباتور تحقیقاتی VT-MSI، به مدیریت ریچ هلم، از خدمات اصلی Fralin Life Sciences انجام دادند. آن ها بعلاوه NMR و مطالعات برچسب گذاری متابولیک را با استفاده از پلی ساکارید های نشاندار شده با C 13 انجام دادند تا هویت اصلاح غیر معمول را تایید نمایند. با انجام این کار، آن ها کشف کردند که چرا این تغییر در باکتری ها رخ می دهد.

روش ب. حرکات Burgdorfer با نصب - یا گشتاور - بدن آن ها با استفاده از شلاق است. تاژک در اصل یک فن است، اما در قسمت بیرونی کیسه قرار گرفته است. ملخ در برابر این کیسه مولکولی بزرگ حرکت می نماید و در نتیجه خود را به جلو می راند. این نوع استراتژی به آن ها اجازه می دهد تا به راحتی به وسیله بافت عضلانی، حتی غضروف حرکت نمایند.

چرا تنظیم قند اینقدر مهم است؟ به کیسه اجازه می دهد انعطاف پذیرتر باشد و گشتاور را تحمل کند.

این تیم از میکروسکوپ نیروی اتمی برای آنالیز انعطاف پذیری پپتیدوگلیکان استفاده کردند.

گوتراس گفت: این مواد انعطاف پذیرتر است به این معنا که به آن اجازه می دهد خود را به حرکت درآورد. اگر آن ها این اصلاح را نداشته باشند، مواد سفت تر می گردد و تحرک ضعیف است. قبلاً فرض بر این بود که این باکتری ها باید انعطاف پذیر باشند، اما هرگز معین نشد که چگونه و چرا.

راهی طولانی و پر پیچ و خم

کشف نو جوتراس و تیمش ممکن است شرح دهد که چرا پپتیدوگلیکان می تواند باعث آرتریت در بیماران لایم گردد. بدن انسان نمی تواند B-peptidoglycan را پردازش کند. burgdorferi مانند تریلیون ها باکتری هستند که در بدن انسان و روی آن وجود دارد.

گوتراس گفت: از دیدگاه یک باکتری شناس، این یک تغییر پارادایم در نحوه درک ما از پپتیدوگلیکان است، یک مولکول ضروری فراوری شده به وسیله تقریباً همه باکتری ها و رایج ترین آنتی بیوتیک مورد هدف.

از آنجایی که تقریباً هیچ باکتری دیگری مانند پپتیدوگلیکان مانند B. burgdorferi، وجود ندارد یک نشانگر زیستی مجذوب کننده برای پیش آگهی است. نشانگر های زیستی امضا های مولکولی منحصربه فردی هستند، مانند هشتگ ها، که به عنوان نشانگر اشتباه در سیستم عمل می نمایند و اغلب برای تشخیص انواع سرطان استفاده می شوند.