นักวิจัยมีหลักฐานของวิธีการอื่นที่แบคทีเรียใช้เพื่อหลีกเลี่ยงยาปฏิชีวนะ ศิริรัตน์ / Shutterstock

การใช้ยาปฏิชีวนะอย่างกว้างขวางเป็นส่วนใหญ่ที่จะตำหนิสำหรับการเกิดขึ้นของแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะซึ่งปัจจุบัน หนึ่งในภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุด เพื่อสุขภาพระดับโลก ความต้านทานยาปฏิชีวนะไม่เพียงทำให้เกิด ประมาณ 700,000 รายต่อปีมันยังทำให้เกิดการติดเชื้อจำนวนมากรวมถึงโรคปอดบวมวัณโรคและโรคหนองใน ยากที่จะรักษา. โดยไม่ทราบว่าจะหยุดยั้งแบคทีเรียจากการดื้อต่อยาปฏิชีวนะได้อย่างไรคาดการณ์ว่าโรคที่ป้องกันได้อาจทำให้เกิด 10 ฉันตายปีละครั้ง โดย 2050

วิธีการบางอย่างที่แบคทีเรีย กลายเป็นดื้อต่อยาปฏิชีวนะ เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของจีโนมของแบคทีเรีย ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียสามารถปั๊มยาปฏิชีวนะออกมาหรืออาจทำลายยาปฏิชีวนะลง พวกเขายังสามารถหยุดการเจริญเติบโตและแบ่งซึ่งทำให้พวกเขายากที่จะมองหาระบบภูมิคุ้มกัน

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยของเรา ได้มุ่งเน้นไปที่วิธีการที่รู้จักกันอีกเล็กน้อยที่แบคทีเรียใช้ในการกลายเป็นดื้อต่อยาปฏิชีวนะ เราแสดงให้เห็นโดยตรงว่าแบคทีเรียสามารถ“ เปลี่ยนรูปร่าง” ในร่างกายมนุษย์เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกเป้าหมายโดยยาปฏิชีวนะ - กระบวนการที่ไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพื่อให้แบคทีเรียเติบโตอย่างต่อเนื่อง

แบคทีเรียทุกตัวล้อมรอบด้วยโครงสร้างที่เรียกว่าผนังเซลล์ ผนังเหมือนแจ็คเก็ตหนาที่ช่วยป้องกันความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและป้องกันไม่ให้เซลล์ระเบิด มันช่วยให้แบคทีเรียมีรูปร่างปกติ (ตัวอย่างเช่นก้านหรือทรงกลม) และช่วยให้พวกเขาแบ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เซลล์มนุษย์ไม่มีผนังเซลล์ (หรือ "แจ็คเก็ต") ด้วยเหตุนี้มันเป็นเรื่องง่ายสำหรับระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ที่จะรับรู้ว่าแบคทีเรียเป็นศัตรูเพราะผนังเซลล์ของมันแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด และเนื่องจากผนังเซลล์มีอยู่ในแบคทีเรีย แต่ไม่ใช่ในมนุษย์จึงเป็นเป้าหมายที่ยอดเยี่ยมสำหรับยาปฏิชีวนะที่ดีและใช้กันมากที่สุดของเราเช่นเพนิซิลลิน กล่าวอีกนัยหนึ่งยาปฏิชีวนะที่พุ่งเป้าไปที่กำแพงสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้โดยไม่ทำอันตรายเรา

อย่างไรก็ตามแบคทีเรียสามารถอยู่รอดได้เป็นครั้งคราวโดยไม่มีผนังเซลล์ หากสภาพแวดล้อมโดยรอบสามารถป้องกันแบคทีเรียจากการระเบิดพวกเขาสามารถเปลี่ยนเป็นสิ่งที่เรียกว่า "รูปแบบ L" ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่ไม่มีผนังเซลล์ แบคทีเรียเหล่านี้ถูกค้นพบใน 1935 โดย Emmy Klieneberger-Nobel ซึ่งตั้งชื่อตามสถาบัน Lister ที่เธอทำงานอยู่ในขณะนั้น

ในห้องแล็บเรามักจะใช้น้ำตาลเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมการป้องกันที่เหมาะสม ในร่างกายมนุษย์การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบนี้มักเกิดขึ้นจากยาปฏิชีวนะที่กำหนดเป้าหมายไปที่ผนังเซลล์ของแบคทีเรียหรือโมเลกุลภูมิคุ้มกันบางชนิด - เช่นไลโซไซม์โมเลกุลที่มีอยู่ในน้ำตาของเราซึ่งช่วยปกป้องเราจากการติดเชื้อแบคทีเรีย

แบคทีเรียที่ไม่มีผนังเซลล์มักจะเปราะบางและสูญเสียรูปร่างปกติ อย่างไรก็ตามพวกมันยังมองไม่เห็นบางส่วนในระบบภูมิคุ้มกันของเราและทนต่อยาปฏิชีวนะทุกชนิดที่กำหนดเป้าหมายไปที่ผนังเซลล์โดยเฉพาะ

นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานว่าการเปลี่ยนรูปแบบ L อาจช่วยให้เกิดการติดเชื้อซ้ำโดยช่วยให้แบคทีเรียซ่อนตัวจากระบบภูมิคุ้มกันและต่อต้านยาปฏิชีวนะ อย่างไรก็ตามมันเป็นเรื่องยากที่จะหาหลักฐานสำหรับทฤษฎีนี้เนื่องจากลักษณะที่เข้าใจยากของรูปแบบ L และการขาดวิธีการที่เหมาะสมในการตรวจสอบพวกเขา

การดูแบคทีเรียเปลี่ยนรูปร่าง

การศึกษาของเราเผยแพร่ใน Nature Communications โดยเฉพาะดูสายพันธุ์แบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะซ้ำ (UTIs) พบว่ามีแบคทีเรียหลายชนิด - รวมไปถึง E. coli และ Enterococcus - สามารถอยู่รอดได้อย่างแน่นอนในรูปแบบ L ในร่างกายมนุษย์ นี่คือสิ่งที่ไม่เคยได้รับการพิสูจน์โดยตรงมาก่อน เราสามารถตรวจจับแบคทีเรียส่อเสียดเหล่านี้โดยใช้โพรบฟลูออเรสเซนต์ที่รู้จัก DNA แบคทีเรีย

เราทดสอบตัวอย่างปัสสาวะจากผู้ป่วยสูงอายุด้วย UTIs ที่เกิดขึ้นอีกโดยการปลูกมันในจานเลี้ยงเชื้อที่มีน้ำตาลสูง สภาพแวดล้อมนี้ไม่เพียง แต่ช่วยปกป้องแบคทีเรียจากการระเบิด แต่ยังแยกแบคทีเรียรูปตัวแอลที่มีอยู่ในตัวอย่างเหล่านี้ ในการทดลองแยกเราสามารถเห็นกระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในเอ็มบริโอ zebrafish ที่ยังมีชีวิตอยู่ต่อหน้ายาปฏิชีวนะ

หลังจากกำจัดยาปฏิชีวนะแบคทีเรียจะเปลี่ยนกลับจากรูปแบบ L เป็นรูปแบบปกติด้วยผนังเซลล์ (มอบให้แก่ Newcastle University, สหราชอาณาจักร)

ที่สำคัญการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าจำเป็นต้องทดสอบยาปฏิชีวนะในสภาพที่สะท้อนแสงมากขึ้นในร่างกายมนุษย์ คนที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางการแพทย์ในปัจจุบันไม่ได้ให้การป้องกันที่เพียงพอสำหรับรูปแบบ L ที่ละเอียดอ่อนเพื่อความอยู่รอด

ก่อนที่เราจะเข้าใจอย่างถ่องแท้ถึงความสำคัญของการสลับรูปตัว L เมื่อเทียบกับการดื้อยาปฏิชีวนะในรูปแบบอื่น ๆ การวิจัยเพิ่มเติมโดยใช้ผู้ป่วยจะต้องมีมากขึ้น นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องตรวจสอบว่าบทบาทของ L-form ในการติดเชื้อซ้ำอื่น ๆ เช่นการติดเชื้อในปอดหรือการติดเชื้อในปอด

จนถึงขณะนี้การวิจัยในรูปแบบแอลเป็นเรื่องที่ถกเถียงกันอยู่ แต่ความหวังของเราคือการค้นพบเหล่านี้จะกระตุ้นให้มีการวิจัยรูปแบบแอลในสถานการณ์โรคมากขึ้น ความหวังของเราคือการค้นพบเหล่านี้จะช่วยหาวิธีในการล้างแบคทีเรียที่ส่อเสียดออกจากร่างกายของเรา การรวมยาปฏิชีวนะที่ผนังเซลล์กับสิ่งที่จะฆ่า L-form อาจเป็นทางออกหนึ่งในการต่อสู้กับการติดเชื้อดื้อยาปฏิชีวนะ

การต่อสู้กับแบคทีเรียของเรายังดำเนินอยู่ ในขณะที่เราสร้างกลยุทธ์ใหม่เพื่อต่อสู้กับพวกเขาพวกเขาคิดหาวิธีในการต่อสู้ การศึกษาของเราเน้นอีกวิธีหนึ่งที่แบคทีเรียปรับตัวซึ่งเราต้องคำนึงถึงในการต่อสู้อย่างต่อเนื่องกับโรคติดเชื้อ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Katarzyna Mickiewiczนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Newcastle มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิล

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

books_health