اثر غیرمعمول قهوه بر داروهای آنتیبیوتیک
باکتریهای گِرَم منفی از جمله E. coli دارای سازوکارهای پیچیدهای همچون دروازهبانها، پورینها و پمپهای داخلی هستند که مسئول کنترل ورود و خروج مواد، از جمله آنتیبیوتیکها، محسوب میشوند. مدیریت این سیستمها تحت نظارت دقیق اتاق کنترل ژنتیکی باکتریها قرار دارد، با این حال، شناخت کامل ما از چگونگی تأثیر مواد شیمیایی، نظیر مواد موجود در غذا یا داروها، بر عملکرد این اجزای میکروسکوپی هنوز ناکامل است.
به گزارش انای، نتایج یک تحقیق جدید از سوی دانشمندان دانشگاه توبینگن که به بررسی باکتریهای E. coli در ۹۴ محیط شیمیایی متفاوت پرداختهاند، به تازگی این مسئله را روشن کرده است.
محققان تمرکزشان را بر روی هفت ژن کلیدی که به فرآیند انتقال مرتبط هستند گذاشتند و توانستند عوامل تأثیرگذاری غیر منتظره، شامل ترکیبات روزمرهای نظیر کافئین، را شناسایی کنند که نه تنها شامل آنتیبیوتیکها میشود.
وقتی که تحقیقهای انجامشده مورد بررسی قرار گرفت، مشخص شد که E. coli تنها به داروها پاسخ نمیدهد؛ بلکه به طور مداوم محیط اطرافش را پایش کرده و دفاعهای خود را بر اساس آن تنظیم میکند. حتی برخی از ترکیبات طبیعی نیز قادرند «سوئیچهای هشدار باکتریایی» را تغییر داده و نحوه واکنش آنها نسبت به درمانها را دگرگون سازند.
این اطلاعات میتواند به دانشمندان یاری رساند تا با در نظر گرفتن نه تنها دارو، بلکه شرایط شیمیایی پیرامون آن، از جمله رژیم غذایی و ترکیبات دارویی، درمانها را به طور دقیقتری تنظیم کنند.
این گروه تحقیقاتی به سرپرستی آنی ریتا بروشادو (Ani Rita Brochado) ۹۴ ماده مختلف همچون آنتیبیوتیکها، داروها و مواد غذایی را با دقت مورد آزمایش قرار دادند تا تأثیر آنها بر E. coli (نوعی باکتری که ممکن است موجب بیماری در انسانها شود) را بررسی نمایند. آنها تغییرات ایجاد شده در فعالیت ژنها و پروتئینهای خاصی را زیر نظر داشتند که به باکتریها توانایی کنترل ورود و خروج مواد را میدهد.
کریستوف بینسفلد (Christoph Binsfeld)، نویسنده ارشد این تحقیق، به وضوح بیان کرد: دادههای بدست آمده نشاندهنده این است که چندین ماده میتوانند به طور نامحسوس، اما به صورت سیستماتیک بر تنظیم ژنها در باکتریها تأثیر بگذارند.
این یافتهها نشان میدهد که حتی مواد روزمره بدون اثر ضد میکروبی مستقیم، نظیر نوشیدنیهای حاوی کافئین، میتوانند بر روی تنظیمکنندههای خاص ژن که پروتئینهای انتقال را کنترل میکنند تأثیراتی داشته باشند و در نتیجه تغییراتی در پروسه ورود و خروج مواد ایجاد کنند.
بروشادو اظهار داشت: کافئین موجب ایجاد یک زنجیره از وقوعات میشود که از تنظیمکننده ژن راب (Rob) شروع شده و با تغییر چندین پروتئین انتقال در E. coli به اوج میرسد، که در نهایت منجر به کاهش میزان جذب آنتیبیوتیکهایی مانند سیپروفلوکساسین میگردد.
این پدیده تحت عنوان «تعامل آنتاگونیستی» شناخته میشود.
شاید از همه جالبتر این باشد که تمامی باکتریها به کافئین به یک شکل واکنش نشان ندادند. با وجود اینکه «سالمونلا انتریکا» (Salmonella enterica) نزدیکترین خویشاوند E. coli است، اما زمانی که در برابر همان کافئین و آنتیبیوتیکها قرار گرفت که بر E. coli تأثیر گذاشت، هیچ واکنشی نشان نداد. این مطلب گواهی است بر این که باکتریهای مشابه همواره رفتار یکسانی ندارند.
این یافته غیرمنتظره نشان میدهد که سالمونلا ممکن است از روشهای گوناگونی برای انتقال مولکولها به درون و بیرون استفاده کند و این ممکن است به نوبه خود موجب شود که این باکتری به سادگی اجازه ورود به آنتیبیوتیکها را ندهد یا حتی هنگام ورود به آنتیبیوتیکها واکنش متفاوتی نشان دهد.
این تحقیق جدید نوعی خاص و مهم از مقاومت آنتیبیوتیکی را که به عنوان «مقاومت سطح پایین» شناخته میشود، مطرح میسازد. این نوع مقاومت برخلاف ژنهای مقاومتی که معمولاً شناخته شدهاند به واسطه جهشها به وجود نمیآید، بلکه از طریق چگونگی سازگاری باکتریها با محیط و تنظیم کارکردهای داخلی آنها شکل میگیرد.
این بدان معناست که آنچه میخوریم، نوع داروهایی که استفاده میکنیم، و حتی زمان یا ترکیب درمانها میتواند بر نحوه واکنش باکتریها تأثیر به سزایی بگذارد. ترکیبی مانند کافئین یا یک داروی دیگر ممکن است تعادل را بر هم بزند و اثر آنتیبیوتیکها را کم یا بیشتر مؤثر کند.
این موضوع تنها به دارو محدود نمیشود؛ بلکه مرتبط با کل تعاملات شیمیایی است که در این زمینه صورت میگیرد.
این مطالعه جدید در نشریه PLOS Biology منتشر شده است.