ఔషధాలను తట్టుకునే బ్యాక్టీరియా పెద్ద సవాలుగా ఉంది, ఎందుకంటే అవి యాంటీబయాటిక్ థెరపీలను తట్టుకుని, పునరావృతమయ్యే ఇన్ఫెక్షన్లకు కారణమవుతాయి. బాసెల్ విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు న్యుమోనియాకు కారణమయ్యే ప్రమాదకరమైన మానవ వ్యాధికారక ఒక నిద్రాణ స్థితిలోకి ప్రవేశించడానికి మరియు యాంటీబయాటిక్ చికిత్సను కొనసాగించడానికి ఒక రకమైన మాలిక్యులర్ “స్లీపింగ్ పిల్”ని ఎలా ఉపయోగిస్తారో కనుగొన్నారు. దీర్ఘకాలిక ఇన్ఫెక్షన్ల సమయంలో ఈ మనుగడ వ్యూహం ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుందని పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, యాంటీమైక్రోబయల్ రెసిస్టెన్స్ యొక్క పెరుగుతున్న ముప్పు విస్తృతంగా గుర్తించబడింది. అయినప్పటికీ, బాక్టీరియల్ ఇన్ఫెక్షన్ల చికిత్సను క్లిష్టతరం చేసే ఔషధ-తట్టుకునే వ్యాధికారక కారకాల గురించి చాలా తక్కువగా తెలుసు. పెర్సిస్టర్లు అని పిలువబడే ఈ బ్యాక్టీరియా యాంటీబయాటిక్‌లకు నిరోధకతను కలిగి ఉండదు, అయితే వాటిని చంపకుండా కాపాడే నిద్ర లాంటి స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. యాంటీబయాటిక్ చికిత్సల తర్వాత పునరావృతమయ్యే మరియు దీర్ఘకాలిక అంటువ్యాధులకు నిరంతర వ్యాధికారకాలు తరచుగా బాధ్యత వహిస్తాయి.
“చాలా యాంటీబయాటిక్స్ చురుకుగా పెరుగుతున్న బ్యాక్టీరియాను లక్ష్యంగా చేసుకుంటాయి” అని యూనివర్శిటీ ఆఫ్ బాసెల్‌లోని బయోజెంట్రమ్‌లోని ప్రొఫెసర్ ఉర్స్ జెనల్ వివరించారు. “పెర్సిస్టర్లు పెరగడం లేదు కాబట్టి, వారు యాంటీబయాటిక్స్కు స్పందించరు.” ప్రస్తుత అధ్యయనంలో, జెనాల్ బృందం టాక్సిన్-యాంటిటాక్సిన్ వ్యవస్థను పరిశోధించింది సూడోమోనాస్ ఎరుగినోసా — చికిత్స చేయడం కష్టతరమైన వ్యాధికారక– ఇది పెర్సిస్టర్స్ ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది. ప్రొఫెసర్ సెబాస్టియన్ హిల్లర్ నేతృత్వంలోని నిర్మాణ జీవశాస్త్రవేత్తలతో కలిసి, ఈ వ్యవస్థ ఎలా పనిచేస్తుందనే దానిపై బృందం కొత్త అంతర్దృష్టులను పొందింది. ఫలితాలు ఇటీవల వచ్చాయి
స్లీపింగ్ బ్యాక్టీరియా యొక్క మనుగడ ప్రయోజనం
సాధారణంగా, బ్యాక్టీరియా యొక్క చిన్న భాగం మాత్రమే యాంటీబయాటిక్ చికిత్స నుండి బయటపడుతుంది – దాదాపు మిలియన్‌లో ఒకటి. “దీర్ఘకాలిక న్యుమోనియా ఉన్న రోగుల నుండి వేరుచేయబడిన బ్యాక్టీరియాలో, మేము ఒక నిర్దిష్ట టాక్సిన్-యాంటిటాక్సిన్ వ్యవస్థలో జన్యు ఉత్పరివర్తనాలను కనుగొన్నాము” అని జెనాల్ చెప్పారు. “ఈ ఉత్పరివర్తనలు పెర్సిస్టర్‌ల సంఖ్యలో గణనీయమైన పెరుగుదలకు దారితీస్తాయి.”
చాలా బాక్టీరియా స్వీయ నిర్దేశిత విషాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సాధారణ పరిస్థితులలో, ఈ టాక్సిన్స్ యాంటిటాక్సిన్ల ద్వారా తటస్థీకరించబడతాయి, బ్యాక్టీరియా వృద్ధి చెందడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఒత్తిడికి గురైనప్పుడు, యాంటీటాక్సిన్లు క్షీణించబడతాయి, తద్వారా విషాన్ని విడుదల చేస్తుంది మరియు బ్యాక్టీరియా నిద్రాణ స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. “మేము గుర్తించిన ఉత్పరివర్తనలు వ్యక్తిగత బ్యాక్టీరియాలో టాక్సిన్‌ను సక్రియం చేస్తాయి” అని జెనాల్ చెప్పారు. “ఆశ్చర్యకరంగా, టాక్సిన్ పోషక-పరిమిత పరిస్థితులలో మాత్రమే నిద్ర మాత్రలా పనిచేస్తుంది మరియు వ్యాధికారక క్రిములలో కొంత భాగం మాత్రమే విషాన్ని సక్రియం చేస్తుంది మరియు నిద్రాణస్థితిలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇది ఎలా జరుగుతుందో ఇంకా స్పష్టంగా తెలియలేదు, కానీ ఇది యాదృచ్ఛిక ప్రక్రియల ద్వారా నడపబడవచ్చు.”
టాక్సిన్ యొక్క స్లీపింగ్ పిల్ ప్రభావం
టాక్సిన్ యొక్క స్లీపింగ్ పిల్ ప్రభావం రెండు కీలకమైన జీవక్రియలు, NAD మరియు NADPలను క్షీణింపజేసే సామర్థ్యం నుండి వస్తుంది, ఇది బ్యాక్టీరియా శక్తి సరఫరాను బలహీనపరుస్తుంది మరియు తద్వారా వాటి జీవక్రియ కార్యకలాపాలను తగ్గిస్తుంది. “అనుకూలమైన పరిస్థితులలో, బ్యాక్టీరియా ఈ అణువులను తిరిగి సంశ్లేషణ చేస్తుంది, కానీ పోషకాలు పరిమితం అయినప్పుడు, NAD మరియు NADP సరఫరా అయిపోతుంది, దీనివల్ల బ్యాక్టీరియా నిద్రాణస్థితిలోకి వస్తుంది” అని జెనాల్ వివరించాడు. “ఇన్ఫెక్షన్ల సమయంలో కూడా పోషకాల అలసట సంభవించవచ్చని మేము భావిస్తున్నాము, యాంటీబయాటిక్ చికిత్స సమయంలో వ్యాధికారక క్రిములు సక్రియం చేయబడిన టాక్సిన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తే మనుగడ ప్రయోజనాన్ని అందిస్తాయి.”
రోగులలో ఇన్ఫెక్షన్లకు సంబంధించిన చిక్కులు
యాంటీబయాటిక్స్‌తో క్రమం తప్పకుండా చికిత్స పొందుతున్న దీర్ఘకాలిక ఊపిరితిత్తుల ఇన్ఫెక్షన్ ఉన్న రోగులలో పెర్సిస్టర్లు ఎక్కువగా కనిపిస్తాయి. “టాక్సిన్-యాంటిటాక్సిన్ వ్యవస్థలోని ఉత్పరివర్తనలు రోగులలో యాంటీబయాటిక్ చికిత్స నుండి బయటపడే వ్యాధికారక కారకాలకు దారితీస్తాయని మేము నమ్ముతున్నాము” అని జెనాల్ జతచేస్తుంది. “ఆసక్తికరంగా, మేము NAD పూర్వగామి ద్వారా టాక్సిన్ యాక్టివేషన్‌ను నిరోధించగలిగాము. ఇది పెర్సిస్టర్లు ఏర్పడకుండా నిరోధించడానికి మరియు యాంటీబయాటిక్ క్లియరెన్స్‌ని ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి మార్గాలను తెరవవచ్చు.”
నేషనల్ సెంటర్ ఆఫ్ కాంపిటెన్స్ ఇన్ రీసెర్చ్ (NCCR) “యాంటీ రెసిస్ట్”లో భాగమైన ఈ పరిశోధన పని, మనుగడ వ్యూహం యొక్క కొత్త కోణాన్ని వెల్లడిస్తుంది. పి. ఎరుగినోసా. మానవ ఊపిరితిత్తుల నమూనాలను ఉపయోగించి, బృందం ఇప్పుడు మానవ కణజాలాల ఇన్ఫెక్షన్ల సమయంలో టాక్సిన్-యాంటిటాక్సిన్ వ్యవస్థ యొక్క పాత్రను పరిశోధించాలని మరియు అన్ని బ్యాక్టీరియాలో టాక్సిన్ ఎందుకు సక్రియం చేయబడదు. NAD జీవక్రియను లక్ష్యంగా చేసుకోవడం ద్వారా, పెర్సిస్టర్లు ఏర్పడకుండా నిరోధించాలని మరియు దీర్ఘకాలిక ఇన్ఫెక్షన్ల చికిత్సను మెరుగుపరచాలని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు.
అసలు ప్రచురణ
ఇసాబెల్లా శాంటి, రాఫెల్ డయాస్ టీక్సీరా, పాబ్లో మాన్‌ఫ్రెడి, హెక్టర్ హెర్నాండెజ్ గొంజాలెజ్, డేనియల్ సి. స్పైస్, గుయిలౌమ్ మాస్, అలెగ్జాండర్ క్లోట్జ్, ఆండ్రియాస్ కాజ్‌మార్క్‌జిక్, నికోలా జాంబోని, సెబాస్టియన్ హిల్లర్ మరియు ఉర్స్ జెనాల్.
NAD మరియు NADP యొక్క టాక్సిన్-మధ్యవర్తిత్వ క్షీణత మానవ వ్యాధికారకంలో నిరంతరం ఏర్పడటానికి దారితీస్తుంది.
EMBO జర్నల్ (2024), doi: 10.1038/s44318’024 -00248-5
