پوست انسان در خانه میلیون ها میکروب است. یکی از این میکروب ها ، استافیلوکوکوس اورئوسیک پاتوژن فرصت طلب است که می تواند لکه های پوستی را که تحت تأثیر اگزما قرار دارند ، حمله کند ، همچنین به عنوان درماتیت آتوپیک نیز شناخته می شود.
در یک مطالعه جدید ، محققان MIT و سایر موسسات دریافتند که این میکروب می تواند به سرعت در میکروبیوم یک شخص توسعه یابد. آنها دریافتند که در افراد مبتلا به اگزما ، S. Aureus تمایل به ایجاد گزینه جهش در یک ژن خاص وجود دارد که به رشد سریعتر روی پوست کمک می کند.
این مطالعه اولین بار است که دانشمندان مستقیماً این نوع تکامل سریع را در میکروب همراه با اختلال پیچیده پوست مشاهده می کنند. این یافته ها همچنین می تواند به محققان کمک کند تا درمان های بالقوه ای را ایجاد کنند که علائم اگزما را با هدف قرار دادن گزینه ها در آن تسکین دهد S. Aureus کسانی که این نوع جهش را دارند و تمایل به بدتر شدن علائم اگزما دارند.
“این اولین مطالعه ای است که نشان می دهد استاف اورئوس تامی لیبرمن ، استادیار مهندسی عمران و زیست محیطی و عضو انستیتوی مهندسی پزشکی و علوم در MIT می گوید: “ژنوتیپ ها به افراد مبتلا به درماتیت آتوپیک تغییر می کنند.”
لیبرمن و ماریا ترزا گارسیا-رومرو ، متخصص پوست و دستیار در انستیتوی ملی کودکان در مکزیک نویسندگان ارشد این مطالعه هستند که امروزه در آن ظاهر می شود میزبان سلول و میکروبحرف فلیکس کی ، MIT Postdoc سابق ، که هم اکنون رهبر گروه در انستیتوی زیست شناسی مکس پلانک است ، نویسنده برجسته این سند است.
سازگاری باکتریایی
تخمین زده می شود که بین 30 تا 60 درصد از افراد حمل می کنند S. Aureus در بینی خود ، جایی که معمولاً بی ضرر است. در افراد مبتلا به اگزما که حدود 10 میلیون کودک و 16 میلیون بزرگسال در ایالات متحده تأثیر می گذارد ، S. Aureus غالباً در لکه های اگزما پخش می شود و پوست را آلوده می کند.
“وقتی در پوست استراحت می شود ، استاف اورئوس او می تواند طاقچه ای پیدا کند که بتواند رشد کند و تکرار کند. ” “تصور می شود که باکتریها هنگام انتشار سموم و جذب سلول های ایمنی در آسیب شناسی نقش دارند و این پاسخ ایمنی بیشتر به سد پوست آسیب می رساند.”
در این مطالعه ، محققان می خواستند بررسی کنند که چگونه S. Aureus قادر به سازگاری با زندگی پوست بیماران اگزما است.
“این میکروب ها معمولاً در بینی زندگی می کنند و ما می خواستیم بدانیم که آیا چه زمانی پوست آتوپیک درماتیت است ، آیا باید برای زندگی در آنجا تغییر کنیم؟ می گوید لیبرمن.
برای پاسخ به این سؤالات ، محققان بیماران را بین سنین 5 تا 15 سال که به دلیل اگزما متوسط تا شدید تحت معالجه قرار گرفته اند ، استخدام کرده اند. آنها نمونه هایی را از میکروب های پوستی خود یک بار در ماه به مدت سه ماه ، سپس دوباره در نه ماه گرفتند. نمونه ها از پشت زانوها و در داخل آرنج (رایج ترین مکان های تحت تأثیر اگزما) گرفته می شوند ، ساعد هایی که معمولاً تحت تأثیر قرار نمی گیرند و بینی.
S. Aureus سلولهای حاصل از هر مکان از نمونه به طور جداگانه کشت می شوند تا حداکثر 10 کلنی از هر نمونه ایجاد کنند و پس از تشکیل کلنی های بزرگ ، محققان ژنوم سلول ها را توقیف کردند. این تقریباً به 1500 مستعمره منحصر به فرد داد ، که این امکان را برای محققان فراهم می کند تا تکامل سلولهای باکتریایی را با جزئیات بسیار بیشتری نسبت به قبل ممکن کند.
محققان با استفاده از این تکنیک می دانند که بیشتر بیماران از یک خط خانوادگی پشتیبانی می کنند S. Aureus – یعنی ورود به یک فشار جدید از محیط یا شخص دیگر و جایگزین کردن موجود بسیار نادر بود S. Aureus تنش با این حال ، در هر خط ، بخش اعظم جهش و تکامل در طی نه ماه مطالعه رخ داده است.
لیبرمن می گوید: “با وجود ثبات سطح شجره نامه ، ما پویایی زیادی را در کل سطح ژنوم مشاهده می کنیم ، جایی که جهش های جدید در این باکتری ها ظاهر می شوند و سپس در سراسر بدن گسترش می یابند.”
بسیاری از این جهش ها در ژن به نام CAPD بوجود آمده اند ، که آنزیم مورد نیاز برای سنتز پلی ساکارید کپسول را رمزگذاری می کند – یک پوشش که از آن محافظت می کند S. Aureus از شناخت سلولهای ایمنی. در دو تا از شش سلول سلول های عمیق گرفته شده سلول با جهش CAPD کل را به خود اختصاص داد S. Aureus جمعیت میکروبیوم پوست توسط محققان کشف شد. سایر بیماران با سویه هایی که در ابتدا فاقد کپی عملکردی CAPD برای کل 22 درصد بیماران محروم از CAPD بودند ، استعمار شدند در پایان مطالعهحرف در یک بیمار ، چهار جهش مختلف CAPD به طور مستقل در متفاوت اتفاق می افتد S. Aureus نمونه ها قبل از اینکه یکی از این گزینه ها حاکم شود و در کل میکروبیوم پخش شود.
درمان هدفمند
در آزمایش سلولهای باکتریایی که در یک ظرف آزمایشگاهی رشد می کنند ، محققان نشان داده اند که جهش CAPD مجاز است S. Aureus برای رشد سریعتر از S. Aureus سویه هایی با ژن CAPD طبیعی. سنتز پلی ساکارید کپسولی به انرژی زیادی نیاز دارد ، بنابراین وقتی سلول ها مجبور به انجام آن نیستند ، برای تغذیه رشد خود سوخت بیشتری دارند. محققان همچنین فرض می کنند که از دست دادن کپسول می تواند میکروب ها را به پوست بهتر بچسبانند ، زیرا پروتئین هایی که به آنها اجازه می دهند به پوست بچسبند بیشتر در معرض دید قرار می گیرند.
محققان همچنین نزدیک به 300 ژنوم باکتری در دسترس عموم ، جدا شده از افراد مبتلا به اگزما و بدون اگزما ، و دریافتند که افراد مبتلا به اگزما بسیار بیشتر مجبور به داشتن هستند S. Aureus گزینه هایی که نمی توانند پلی ساکارید کپسولی را نسبت به افراد بدون اگزما تولید کنند.
اگزما معمولاً با مرطوب کننده ها درمان می شود یا استروئیدهای موضعی و پزشکان ممکن است در صورت آلودگی پوست آنتی بیوتیک تجویز کنند. محققان امیدوارند که اکتشافات آنها منجر به ایجاد درمان هایی شود که با هدف قرار دادن علائم اگزما کاهش می یابد S. Aureus گزینه های دارای جهش در پلی ساکارید کپسولی.
“اکتشافات ما در این مطالعه سرنخ هایی را ارائه می دهد استاف اورئوس در داخل میزبان ها ایجاد می شود و برخی از خصوصیاتی را که می تواند به باکتری ها بر روی پوست بمانند و بیماری بمانند ، نشان می دهد و قادر به از بین بردن آن است. ” در آینده ، S. Aureus گزینه های دارای جهش در پلی ساکارید کپسولی می تواند یک هدف مناسب برای درمان های بالقوه باشد. “
آزمایشگاه Liberman اکنون در مورد توسعه پروبیوتیک هایی که می تواند برای هدف قرار دادن کپسول منفی استفاده شود ، کار می کند S. Aureus سویه ها آزمایشگاه او همچنین مطالعه می کند که آیا S. Aureus سویه های جهش CAPD به احتمال زیاد در سایر اعضای خانواده بیمار مبتلا به اگزما گسترش می یابد.
این نظرسنجی توسط Misti Global Seed Funds ، مؤسسات ملی بهداشت ایالات متحده ، صندوق Wellcome Burroughs ، وزارت تحقیقات بهداشت و توسعه فناوری و بنیاد تحقیقات آلمان ، دولت مکزیک تأمین شد.
