دانشمندان ترکیبی را کشف کرده اند که می تواند باکتری های مقاوم به دارو را خلع سلاح کند – Sciworthy

عفونت های مقاوم به دارو در حال تبدیل شدن به یکی از بزرگترین تهدیدات سلامت در سراسر جهان هستند. یک کمیته مشورتی سازمان ملل پیش بینی می کند که این عفونت ها تا سال 2030 24 میلیون نفر را به فقر شدید بکشاند و تا سال 2050 سالانه 10 میلیون نفر را به کام مرگ بکشاند. یک باکتری به نام سودوموناس آئروژینوزا از هر 10 عفونت بیمارستانی 1 مورد را ایجاد می کند. این بیماری به افرادی که در حال حاضر آسیب پذیر هستند، مانند بیماران بستری در بخش مراقبت های ویژه و افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند، بیشترین ضربه را می زند.

محققان 2 دلیل اصلی را شناسایی کرده اند P. aeruginosa خیلی سخته درمانش اول اینکه به طور طبیعی به بسیاری از آنتی بیوتیک ها مقاوم است و می تواند در طول دوره درمان مقاومت جدیدی ایجاد کند. همچنین لایه های محافظ مخاطی به نام بیوفیلم ها روی کاتترها و ونتیلاتورهایی که او را از مصرف دارو باز می دارند.

دانشمندان دریافته اند که P. aeruginosa می تواند از طریق یک سیستم ارتباط شیمیایی به نام ارتباط برقرار کند حد نصاب سنجی. آن‌ها از این سیستم برای حس کردن چند نفر از همسایگانشان استفاده می‌کنند و ژن‌های مضر را با هم روشن می‌کنند. این به دنبال ضرب المثل رایج “در اعداد قدرت وجود دارد” است. دانشمندان همچنین می دانند که پروتئینی به نام MvfR یک عنصر اساسی از سیستم گزارش دهی حد نصاب است. آنها نشان داده اند که حذف MvfR توانایی باکتری را در ایجاد آسیب کاهش می دهد و پروتئین را به یک هدف دارویی جذاب تبدیل می کند.

محققان دانشگاه نیو ساوت ولز اخیراً ادعا کردند که تلاش‌های قبلی برای یافتن ترکیبات مناسبی که MvfR را مسدود می‌کنند، دو نقطه ضعف داشته است. اول اینکه، بیشتر مطالعات از داده‌های DNA و پروتئین قدیمی‌تر استفاده می‌کنند و تفاوت‌های ژنتیکی موجود در باکتری‌های جدا شده از بیماران امروزی را نادیده می‌گیرند. ثانیاً، بیشتر مطالعات غربالگری در پیش‌بینی میزان اتصال یک ترکیب به پروتئین مورد نظر و مسدود کردن فعالیت آن متوقف می‌شوند، بدون اینکه آزمایش کنند آیا این ترکیب مانند یک داروی واقعی در بدن رفتار می‌کند یا خیر.

برای رفع این شکاف‌ها، محققان پروتئین مورد نظر خود را از ژنوم جدایه‌های باکتریایی بالینی اخیر ساخته و چندین لایه از تجزیه و تحلیل را ترکیب کردند تا فراتر از پیش‌بینی‌های اولیه اتصال بروند. آنها داده های توالی کل ژنوم را برای ایزوله های بالینی دانلود کردند P. aeruginosa از آرشیو عمومی NCBI و از یک ابزار پیش بینی ساختار هوش مصنوعی به نام AlphaFold2 برای ساخت ساختار سه بعدی پروتئین MvfR استفاده کرد.

برای تعیین اینکه کدام ترکیب می تواند نسخه پروتئین MvfR خود را مسدود کند و کدام یک قوی ترین فعل و انفعالات را دارد، محققان از یک پایگاه داده شیمیایی برای ساخت 4 گروه از ترکیبات با برچسب A-D استفاده کردند که حاوی 7199 ترکیب از 4 کلاس شناخته شده آنتی بیوتیک است. آنها هر ترکیب را با استفاده از نرم افزار کامپیوتری که آنها را بر اساس امتیازات اتصال آنها رتبه بندی می کرد به پروتئین MvfR مرتبط کردند. پس از این رتبه بندی، ترکیب A1 ترکیب گروه A با بالاترین امتیاز اتصال، ترکیب B1 ترکیب گروه B با بالاترین امتیاز و غیره بود.

سپس، برای آزمایش اینکه هر ترکیب به عنوان یک داروی خوراکی چقدر خوب عمل می کند، تیم از برنامه های کامپیوتری مختلف برای پرسیدن چندین سوال طراحی شده برای پیش بینی ایمنی آن برای مصرف انسان استفاده کرد. مثلا آیا روده انسان دارو را به خوبی جذب می کند؟ اگر چنین باشد، کاندیدای خوبی برای یک داروی خوراکی خواهد بود. آیا به مغز نفوذ می کند؟ اگر چنین باشد، نامزد بدی خواهد بود. بعد از اینکه کار خود را انجام داد چقدر از بدن انسان خارج می شود؟ به عنوان مثال، اگر فرد سطوح غیرعادی استرس را تجربه کند، آیا به پروتئین متصل می شود؟ آیا باعث عوارض جانبی مضر می شود؟

محققان گزارش کردند که بسیاری از ترکیبات در گروه C و D یک یا چند قانون ایمنی را نقض می کنند، در حالی که بسیاری از ترکیبات در گروه A و B هیچ کدام را نقض نمی کنند. آنها به این نتیجه رسیدند که A1 بالاترین امتیاز را در تمام معیارهای ایمنی و پایداری کسب کرده است و بنابراین نقطه شروع خوبی برای توسعه یک مسدود کننده موثر MvfR خواهد بود. آنها گفتند که تحقیقات آنها اولین تحقیقی است که این ترکیب خاص را شناسایی می کند و یافته های آنها می تواند به عنوان مبنایی برای آزمایش های آزمایشگاهی برای نظارت و تایید اثربخشی این ترکیب در یک سیستم زنده، مانند رده سلولی یا حیوان باشد.

بررسی ها: 975