.jpg "میکروب‌هایی به عنوان دارو")
مثال متن کتاب درسی
در ماه مه سال 2011 ، یک همه گیری رام نشده از یک بیماری ناشی از غذا در آلمان رخ داد. مقامات بهداشتی به سرعت مقصر این بیماری را یک گونه مسموم کننده روده از باکتری اشرشیا کولی شناسایی کردند ، اما بیش از یک ماه طول کشید تا منبع آن به جوانه های آلوده لوبیایی که از دانه شنبلیله رشد می کنند ، ردیابی شود. با گذشت هفته ها ، این بیماری همه گیر شد و به چندین کشور اروپا و آمریکای شمالی گسترش یافت ، نزدیک به 4000 نفر بیمار شده بودند و 53 نفر نیز جان باختند. در حدود 850 نفر دچار یک عارضه تهدید کننده حیات به نام سندرم همولیتیک اورمیک یا HUS شدند که در آن سم شیگا ، تولید شده توسط E. coli ، کلیه ها را ویران می کند و باعث نارسایی حاد کلیه می شود.
آدریان و جیمز پاتون ، محققان زن و شوهر در دانشگاه آدلاید در استرالیا ، شیوع این بیماری را از طرف دیگر کره زمین مشاهده کردند ، که آنها را متقاعد کرد که آنها می توانستند وسعت نتایج ناخوشایند بیماری را محدود کرده باشند. کمی بیش از یک دهه قبل ، آدریان پاتون با پاک کردن تمام سم های شیگا از طریق ترفندی هوشمندانه راهی برای معالجه این بیماری در نظر گرفته بود. او می دانست که این سموم مضر ، به برخی مولکول های قند موجود در سطح سلول های انسانی متصل می شوند. چه می شد اگر کسی قرار بود گونه های بی ضرر از E. coli که به طور طبیعی در روده زندگی می کند را طوری مهندسی کند که آن قندها را نیز بسازند و آنها را روی سطح خود نمایش دهند؟ میکروب های تغییر یافته که اکنون با این گیرنده های شیگا پر شده اند ، ممکن است سم را جذب کنند ، و در نتیجه بدن انسان را از حمله در امان نگاه دارند.
به نظر می رسید این استراتژی عملی باشد: خانواده پاتون در یک مطالعه سال 2000 گزارش دادند که سی و دو موش آلوده به دو نوع از سمی ترین E. coli های تولید کننده شیگا که میکروبیولوژیست ها توانستند پیدا کنند ، وقتی که این پروبیوتیک مهندسی شده به آنها داده شد ، به طور کامل بهبود پیدا کردند. جیمز پاتون می گوید: "به جای 100 درصد مرگ ، شما 100 درصد نجات از مرگ داشتید." محققان همچنین روش مشابهی برای سم زدایی را برای معالجه وبا طراحی کردند ، که در مدل های حیوانی به خوبی عمل کرد.
پاتون می گوید که دو نفری این رویکرد را ثبت اختراع کردند ، اما نتوانستند سرمایه گذارانی را پیدا کنند که مایل به تأمین بودجه برای تلاش برای تحقق آن در آزمایشات انسانی باشند. به یک دلیل و آن این که اشتیاق کمی در آن زمان وجود داشت برای ایده قورت دادن میکروب های مهندسی ژنتیکی شده ، که بخشی از آن به دلیل نگرانی های ایمنی بود و بخشی از آن به دلیل تنظیم کننده هایی که چارچوبی برای ارزیابی آنها نداشتند. او حدس می زند اما حتی غامض تر از آن این واقعیت بود که با وجود این که HUS در حین شیوع E. coli به طور برجسته ظاهر می شود ، تعداد کل افراد مبتلا کم است و بازار برای چنین دارویی محدود خواهد بود. پاتون می گوید: "ما ناامید شدیم که کششی به دست نیاوردیم - خیلی هم ناامید شدیم".
ایده پاتون ها پژمرده شد - اما امروز ، به نظر می رسد مفهوم میکروب های پروبیوتیکی مهندسی شده برای ساختن دارو ، در موقعیت روزهای خیلی خوشی است. تکنیک های زیست شناسی مولکولی برای مهندسی ژنوم از حدود دهه 1970 وجود داشته است ، اما روند کار در آن زمان دشوار بود. در 15 سال گذشته ، ابزارهای قدرتمندی برای طراحی مدارهای ژن برای انجام وظایف خاص سلولی ایجاد شده اند ، مانند تولید انبوه اتوماتیک پروتئین هایی که می توانند به عنوان دارو عمل کنند. محققان همچنین به روش هایی رسیده اند که مانع از عملکرد این داروهای زنده در خارج از بدن انسان می شوند و مسائل مربوط به ایمنی را کاهش می دهند.
چندین گروه تحقیقاتی دانشگاهی و حدود شش شرکت هم اکنون در این خطوط روی مهندسی باکتری های روده کار می کنند. برخی از میکروب های وصله پینه شده به عنوان آشکارساز عمل می کنند و در هنگام مواجهه با مولکول هایی که نشان دهنده التهاب یا سرطان در بدن هستند ، پروتئین فلورسنت تولید می کنند. برخی دیگر پروتئین های پمپ کننده ، که سموم را تمیز یا غیر فعال می کنند ، را به کار وامی دارند ، مانند کاری که E. coli پاتون می کرد ، یا این که خودشان یک عملکرد درمانی را انجام می دهند. خوزه کارلوس گوتیرز-راموس ، رئیس و مدیر اجرایی کمبریج ، شرکت سینلوجیک مستقر در ماساچوست ، می گوید: "با باکتریهای مهندسی شده از روده ، می توانید اقدامات درمانی زیادی انجام دهید."
در ماه مه سال 2011 ، یک همه گیری رام نشده از یک بیماری ناشی از غذا در آلمان رخ داد. مقامات بهداشتی به سرعت مقصر این بیماری را یک گونه مسموم کننده روده از باکتری اشرشیا کولی شناسایی کردند ، اما بیش از یک ماه طول کشید تا منبع آن به جوانه های آلوده لوبیایی که از دانه شنبلیله رشد می کنند ، ردیابی شود. با گذشت هفته ها ، این بیماری همه گیر شد و به چندین کشور اروپا و آمریکای شمالی گسترش یافت ، نزدیک به 4000 نفر بیمار شده بودند و 53 نفر نیز جان باختند. در حدود 850 نفر دچار یک عارضه تهدید کننده حیات به نام سندرم همولیتیک اورمیک یا HUS شدند که در آن سم شیگا ، تولید شده توسط E. coli ، کلیه ها را ویران می کند و باعث نارسایی حاد کلیه می شود.
آدریان و جیمز پاتون ، محققان زن و شوهر در دانشگاه آدلاید در استرالیا ، شیوع این بیماری را از طرف دیگر کره زمین مشاهده کردند ، که آنها را متقاعد کرد که آنها می توانستند وسعت نتایج ناخوشایند بیماری را محدود کرده باشند. کمی بیش از یک دهه قبل ، آدریان پاتون با پاک کردن تمام سم های شیگا از طریق ترفندی هوشمندانه راهی برای معالجه این بیماری در نظر گرفته بود. او می دانست که این سموم مضر ، به برخی مولکول های قند موجود در سطح سلول های انسانی متصل می شوند. چه می شد اگر کسی قرار بود گونه های بی ضرر از E. coli که به طور طبیعی در روده زندگی می کند را طوری مهندسی کند که آن قندها را نیز بسازند و آنها را روی سطح خود نمایش دهند؟ میکروب های تغییر یافته که اکنون با این گیرنده های شیگا پر شده اند ، ممکن است سم را جذب کنند ، و در نتیجه بدن انسان را از حمله در امان نگاه دارند.
به نظر می رسید این استراتژی عملی باشد: خانواده پاتون در یک مطالعه سال 2000 گزارش دادند که سی و دو موش آلوده به دو نوع از سمی ترین E. coli های تولید کننده شیگا که میکروبیولوژیست ها توانستند پیدا کنند ، وقتی که این پروبیوتیک مهندسی شده به آنها داده شد ، به طور کامل بهبود پیدا کردند. جیمز پاتون می گوید: "به جای 100 درصد مرگ ، شما 100 درصد نجات از مرگ داشتید." محققان همچنین روش مشابهی برای سم زدایی را برای معالجه وبا طراحی کردند ، که در مدل های حیوانی به خوبی عمل کرد.
پاتون می گوید که دو نفری این رویکرد را ثبت اختراع کردند ، اما نتوانستند سرمایه گذارانی را پیدا کنند که مایل به تأمین بودجه برای تلاش برای تحقق آن در آزمایشات انسانی باشند. به یک دلیل و آن این که اشتیاق کمی در آن زمان وجود داشت برای ایده قورت دادن میکروب های مهندسی ژنتیکی شده ، که بخشی از آن به دلیل نگرانی های ایمنی بود و بخشی از آن به دلیل تنظیم کننده هایی که چارچوبی برای ارزیابی آنها نداشتند. او حدس می زند اما حتی غامض تر از آن این واقعیت بود که با وجود این که HUS در حین شیوع E. coli به طور برجسته ظاهر می شود ، تعداد کل افراد مبتلا کم است و بازار برای چنین دارویی محدود خواهد بود. پاتون می گوید: "ما ناامید شدیم که کششی به دست نیاوردیم - خیلی هم ناامید شدیم".
ایده پاتون ها پژمرده شد - اما امروز ، به نظر می رسد مفهوم میکروب های پروبیوتیکی مهندسی شده برای ساختن دارو ، در موقعیت روزهای خیلی خوشی است. تکنیک های زیست شناسی مولکولی برای مهندسی ژنوم از حدود دهه 1970 وجود داشته است ، اما روند کار در آن زمان دشوار بود. در 15 سال گذشته ، ابزارهای قدرتمندی برای طراحی مدارهای ژن برای انجام وظایف خاص سلولی ایجاد شده اند ، مانند تولید انبوه اتوماتیک پروتئین هایی که می توانند به عنوان دارو عمل کنند. محققان همچنین به روش هایی رسیده اند که مانع از عملکرد این داروهای زنده در خارج از بدن انسان می شوند و مسائل مربوط به ایمنی را کاهش می دهند.
چندین گروه تحقیقاتی دانشگاهی و حدود شش شرکت هم اکنون در این خطوط روی مهندسی باکتری های روده کار می کنند. برخی از میکروب های وصله پینه شده به عنوان آشکارساز عمل می کنند و در هنگام مواجهه با مولکول هایی که نشان دهنده التهاب یا سرطان در بدن هستند ، پروتئین فلورسنت تولید می کنند. برخی دیگر پروتئین های پمپ کننده ، که سموم را تمیز یا غیر فعال می کنند ، را به کار وامی دارند ، مانند کاری که E. coli پاتون می کرد ، یا این که خودشان یک عملکرد درمانی را انجام می دهند. خوزه کارلوس گوتیرز-راموس ، رئیس و مدیر اجرایی کمبریج ، شرکت سینلوجیک مستقر در ماساچوست ، می گوید: "با باکتریهای مهندسی شده از روده ، می توانید اقدامات درمانی زیادی انجام دهید."
با ماست شروع شد
این عقیده که فرو دادن میکروب های مفید روده می تواند باعث تقویت سلامتی شود ، به بیش از یک قرن قبل برمی گردد ، زمانی که جانورشناس روسی اِلی مِتچنیکوف اظهار داشت که دهقانانی که دوغ ترش می نوشند ، از زندگی طولانی تر و سالم تری برخوردار هستند. کار مِتچنیکوف الهام بخش میکروبیولوژیست ژاپنی مینورو شیروتا شد، که گونه ای از باکتری روده به نام Lactobacillus casei را جدا کرد که می توانست عوامل بیماری زا را دفع کند. مفهوم میکروب های پروبیوتیکی مهندسی شده برای ساختن دارو ، در موقعیت روزهای خیلی خوشی است. در سال 1935 شیروتا شرکتی به نام یاکولت تأسیس کرد ، که همچنان یک نوشیدنی لبنیاتی را تهیه می کند که حاوی آن باکتری است. هرچند تنها در دهه 1960 بود که اصطلاح پروبیوتیک برای توصیف باکتری های مفید روده پدید آمد و چند دهه دیگر طول کشید تا مفهوم استفاده از پروبیوتیک ها به صورت درمانی به کار گرفته شود.
امروزه ، محققان در حال شروع به درک گسترده تر از جامعه میکروب هایی هستند که در داخل ما ساکن هستند (آنچه به آن میکروبیوم روده می گویند) و نقش مهمی که آنها در طیف عظیمی از اختلالات بازی می کنند ، از بیماریهای روده ای التهابی مانند بیماری کرون و شرایط متابولیکی مانند چاقی و دیابت گرفته تا اختلالات عصبی و عصبی-روانپزشکی از جمله تصلب چندگانه ، اوتیسم و افسردگی.
منبع: آلا کاتسنلسون
امروزه ، محققان در حال شروع به درک گسترده تر از جامعه میکروب هایی هستند که در داخل ما ساکن هستند (آنچه به آن میکروبیوم روده می گویند) و نقش مهمی که آنها در طیف عظیمی از اختلالات بازی می کنند ، از بیماریهای روده ای التهابی مانند بیماری کرون و شرایط متابولیکی مانند چاقی و دیابت گرفته تا اختلالات عصبی و عصبی-روانپزشکی از جمله تصلب چندگانه ، اوتیسم و افسردگی.
منبع: آلا کاتسنلسون
