با استفاده از رویکرد کمّی در فیزیک، دانشمندان بیوفیزیک راه شگفت‌انگیزیرا کشف کردند که توسط آن باکتری می تواند در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاومت نشان دهد. پس از ایجاد یک مکانیسم خواب، باکتری میتواند بیدار شده و ۲۰ برابر حالت عادی مقاومت نشان دهد؛ تا جایی که ادامه‌ی تجویز آنتی‌بیوتیک موجب کشته‌شدن باکتری نخواهدشد.
مقاومت آنتی‌بیوتیکی یک مشکل مهم و در حال رشد در سرتاسر جهان است. به عقیده‌ی سازمان بهداشت جهانی، مقاومت آنتی‌بیوتیکی به طرز خطرناکی در حال رشد به سطوح بالاتر در سرتاسر جهان است و سازوکارهای جدید مقاومت در حال به وجود آمدن و پخش شدن در سراسر دنیا هستند و توانایی ما را برای درمان بیماریهای واگیردار معمولی تهدید می کنند. اما این که این سازوکار های مقاومت باکتریایی چگونه رخ میدهند و این که می‌توانیم تکامل آنها را پیش‌بینی کنیم یا نه، هنوز ناشناخته است.
محققان اخیرا ثابت کرده اند که یک راهی که باکتری توسط آن میتواند از آنتی‌بیوتیک‌ها نجات یابد، ایجاد یک «تایمر» است که آنها را در طول دوره درمان آنتی بیوتیکی در حالت خواب نگه میدارد.اما هنگامی که «بیدار شوند»، توسط آنتی بیوتیک از بین میروند؛ در نتیجه راه حل ساده برای این موضوع، ادامه درمان آنتی‌بیوتیکی برای مدت طولانی‌تری است.
اکنون در تحقیقی که در مجله ساینس منتشر شده، محققان دانشگاه «Hebrew» دراورشلیم یک راه جایگزین شگفتانگیز را برای تکامل مقاومت در باکتری گزارش کرده‌اند. پس از ایجاد مکانیسم خواب، جمعیت باکتری‌ها میتواند مقاومت را ۲۰ برابر سریع‌تر از حالت عادی ایجاد کند. در این مرحله، ادامه‌ی تجویز آنتی‌بیوتیکک موجب مرگ باکتری‌ها نخواهدشد.
برای بررسی این فرایند تحولی، یک گروه از دانشمندان بیوفیزیک به سرپرستی پروفسور ناتالی بلابان و دانشجوی PhD ایریت لویت ریسمن در انستیتو فیزیک «Racah» دانشگاه «Hebrew»، جمعیتهای باکتریایی را تا زمانی که مقاومت آنتی بیوتیکی برقرار شود، در معرض دوزهای روزانه‌ای از آنتی‌بیوتیک‌ها در شرایط کنترل‌شده‌ی آزمایشگاهی قرار دادند. با ردگیری باکتری‌ها طی فرایند تحولی، آنها متوجه شدند که دوز کشنده موجب شد که باکتری‌هایی که موقتاً در خواب بودند و بنابراین در برابر چندین نوع آنتی بیوتیک محافظت شده بودند، به باکتریهای هدف با رشد فعال تبدیل شوند. هنگامی که باکتری‌ها توانایی به خواب رفتن را کسب کردند، که اصطلاحا به آن «تحمل» می‌گویند، به سرعت دچار جهش‌هایی برای کسب مقاومت شدند و توانستند بر درمان آنتی‌بیوتیکی غلبه کنند.
بنابراین، در ابتدا باکتری به تدریج در برابر بیشترین درمان دارویی به «خواب» رفت و این «حالت خواب» نه تنها آنها را در برابر عمل مرگآور دارو در امان نگهداشت، بلکه حقیقتا به عنوان پلهای برای کسب عوامل مقاومتی در دفعات بعد عمل کرد.
نتایج نشان میدهند که تحمل شاید نقش تعیین کنندهای در شکلگیری مقاومت در جمعیتهای باکتریایی داشته باشد.فاکتورهای کلیدی عبارتند از: ۱-تحمل به سرعت افزایش مییابد که نتیجه تعداد زیاد جهش‌هایی است که به آن منتهی میشوند.۲-اثر ترکیبی تحمل و مقاومت، موجب افزایش ایجاد جهشی مختصر در یک پس‌زمینه مقاوم میگردد.
این یافته‌ها ممکن است دلیل مهمی برای پیشرفت توسعه آنتی‌بیوتیک‌های جدید باشد، به طوری که آنها محققان پیشنهاد می‌کنند برای به تاخیر انداختن شکلگیری مقاومت، از داروهایی استفاده کنند که باکتریهای مقاوم را نیز هدف قرار دهند.
آشکار شدن پویایی تکاملی مقاومت آنتی‌بیوتیکی با دید بیوفیزیکی تیم تحقیق ممکن شد. آزمایشات توسط گروهی از فیزیکدانان اجرا شدند که با ظاهرسازی یک مدل نظری و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری، موجب فهم عمیقی از علت پشت پرده‌ی تکامل سریع مقاومت باکتریایی که مشاهده شده بود گشتند.
