tərəfindən Nik Papageorgiou, Ecole Polytechnique Federale de Lozanne

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: CC0 İctimai Sahə

Pseudomonas aeruginosa, kəskin və xroniki infeksiyalara səbəb ola bilən fürsətçi bir patogendir. Bir çox xəstəxana infeksiyasına səbəb olan bu patogen, həmçinin ağciyərləri qatı seliklə tıxanmış və böyüməsini təşviq edən kistik fibrozlu insanlar üçün də böyük bir narahatlıqdır.

P. aeruginosa həmçinin bakteriyaların özlərini qoruyan öz-özünə hazırlanmış elastik matrislə əhatə etdiyi biofilmlərdə də inkişaf edir. Müalicələr çox vaxt antibiotik müqavimətinə görə uğursuz olur, lakin tolerantlıq bakteriyaların müqaviməti müəyyən edən genetik dəyişiklikləri daşımadan antibiotik təsirinə məruz qalmasına imkan verir.

EPFL-dən Aleksandr Persanın rəhbərlik etdiyi bir qrup artıq göstərib ki, məhdudlaşdırmanın özü P. aeruginosa-nı antibiotiklərə qarşı daha dözümlü edə bilər. Milli Elmlər Akademiyasının Proceedings jurnalında dərc olunmuş tədqiqat göstərir ki, bakteriyalar sıx elastik materiallarda böyüdükcə, onların fiziologiyasını dəyişdirən və bir neçə növ antibiotik müalicəsindən sağ çıxmalarına kömək edən təzyiqə məruz qalırlar.

Nəzarətli bir sıxılma qurmaq

Fiziki təzyiqin təsirini təcrid etmək üçün tədqiqatçılar su ilə zəngin sintetik gellərin içərisində tək P. aeruginosa hüceyrələri yetişdirdilər ki, bu da qida maddələrinin və kiçik molekulların keçməsinə imkan verir və eyni zamanda bakteriya qrupları böyüdükcə geri itələyir. Gelin sərtliyini dəyişdirməklə, komanda bakteriya qrupları genişləndikcə materialın nə qədər geri itələdiyini idarə edə bildi ki, bu da mexanikanı kimyadan ayıran bir quruluşdur.

Daha sonra tədqiqatçılar gellərin antibiotiklərin hərəkətini bloklamadığını yoxladılar. Floresan testləri göstərdi ki, kiçik molekullar və kolistin kimi antibiotik bakteriya qruplarına tez çatır. Bu o demək idi ki, sağ qalmada hər hansı bir dəyişiklik sadəcə dərmanın zəif nüfuz etməsi ilə izah edilə bilməz.

Sərt mühit, daha yüksək sağ qalma

Komanda əvvəlcə müalicəsi çətin olan bəzi infeksiyalara qarşı istifadə edilən son çarə antibiotik olan kolistini sınaqdan keçirdi. Qapalı şəraitdə böyüyən bakteriyalar maye kulturada sərbəst böyüyən bakteriyalara nisbətən kolistinə daha yaxşı dözümlülük göstərdi. Bir sınaq dozasında qapalı hüceyrələrin sağ qalma nisbəti təxminən 10 dəfə, sərbəst yaşayan hüceyrələrin isə təxminən 1000 dəfə azaldı.

Daha sonra alimlər gelin sərtliyinin bakteriyaların sağ qalmasına təsir edib-etmədiyini araşdırdılar. Onlar daha yüksək böyümə təzyiqi yaradan daha sərt hidrogellərdəki bakteriyaların daha yumşaq gellərdəki bakteriyalardan daha yaxşı yaşadığını aşkar etdilər. Daha yüksək kolistin dozasında sərt gellərdəki klasterlər yumşaq gellərdəki klasterlərdən təxminən 10 dəfə daha yaxşı yaşadı. Görüntüləmə həmçinin sərt şəraitdə daha çox canlı hüceyrə göstərdi.

Eyni nümunə bir laboratoriya ştammından kənarda da özünü göstərdi. Məhdudlaşdırma başqa bir laboratoriya ştammında və kistik fibrozlu insanlardan alınan iki klinik izolatda kolistin tolerantlığını artırdı. Komanda həmçinin tobramisin, siprofloksasin və meropenem antibiotiklərini sınaqdan keçirdi. Bütün bunlarda məhdud bakteriyalar sərbəst yaşayan bakteriyalardan daha yaxşı sağ qaldı və daha sərt gellərdə daha güclü qorunma təmin edildi.

Daha yavaş böyümədən daha çox

Fiziki məhdudiyyət bakteriyaları sıxmaqdan daha çox şey edir; o, həmçinin onların böyüməsini ləngidir. Daha sərt gellərdəki hüceyrələr daha kiçik qruplar əmələ gətirir və daha qısa olur. Xüsusilə də aktivliyi bakteriyaların böyüməsindən asılı olan antibiotiklər üçün təsirin bir hissəsini yavaş böyümə izah edirdi.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Lakin tədqiqatçılar gellərdən bakteriyaları buraxdıqda, hüceyrələr tez bir zamanda normal böyüməyə başladılar. Lakin, təcriddən azad edildikdən sonra belə, bakteriyalar antibiotiklərə daha az həssas qaldılar ki, bu da mexaniki təzyiqin təsirlərinin təcrid olunmuş vəziyyətdən kənarda da davam edə biləcəyini göstərir.

Mexanizmləri müəyyən etmək üçün komanda, müəyyən şərtlər altında hansı genlərin əhəmiyyətli olduğunu yoxlayan genetik skrininq metodu olan transpozon ardıcıllığından istifadə etdi. Skrininq bakteriya hüceyrə örtüyündə, membranın yenidən qurulmasında, ion daşınmasında və stress reaksiyalarında iştirak edən genlərə işarə etdi.

İş göstərir ki, infeksiyanın fiziki mühiti antibiotiklərin təsirini təsir edə bilər. Bu, yalnız təzyiqin müalicənin uğursuzluğunu izah etməsi demək deyil. İnfeksiya yerləri həmçinin immun reaksiyaları, qida maddələrindəki dəyişikliklər, selik, toxuma quruluşu və biofilmləri də əhatə edir. Lakin tədqiqat bakteriyaların sağ qalmasını formalaşdıran amillər siyahısına mexanika əlavə edir.

Xəstələr üçün uzunmüddətli dəyər inadkar infeksiyaları daha yaxşı başa düşməkdədir. Tədqiqatçılar və klinisyenlər üçün bu, yeni hədəflər təklif edir: təkcə bakteriyaların genləri və ya maddələr mübadiləsi deyil, həm də bakteriyaların ətrafdakı materiallarla necə qarşılıqlı təsir göstərməsi. Bu, həmçinin bakteriyaların kolonizasiyasına müqavimət göstərən və ya bakteriyaların öldürülməsini asanlaşdıran biomaterialların dizaynına da rəhbərlik edə bilər.

Nəşr detalları

Sourabh Monnappa və digərləri, Məhbusların sayının azalması Pseudomonas aeruginosa-nın antibiotiklərə qarşı tolerantlığını artırır, Milli Elmlər Akademiyasının materialları (2026). DOI: 10.1073/pnas.2605176123

Jurnal məlumatları: Milli Elmlər Akademiyasının materialları 

Əsas anlayışlar

AntibiozMikrob çoxhüceyrəli sistemlər

Ecole Polytechnique Federale de Lausanne tərəfindən təmin edilmişdir Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Lisa Lock

İncəsənət tarixi bakalavr, maddi mədəniyyət magistri. Keçmiş muzey redaktoru, paramedik və transplantasiya koordinatoru. 2021-ci ildən Science X üçün redaktorluq edir. Tam profil →

Robert Egan

Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr dərəcəsi. Elm və dilə dair unikal perspektivləri olan çox səyahət etmişəm. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

Sərt gellər mikrobları yavaşlatır: Bakteriyaların böyüməsini idarə edən hidrogel xüsusiyyətlərinin xəritələşdirilməsi