میکروبیوم نقش حیاتی در سلامت دارد. یک مطالعه جدید نشان داده است که چگونه ویروس‌هایی که باکتری‌های روده‌ای را می‌کشند، میکروب ها را تحت تأثیر قرارمی دهند. یافته‌ها یک تصویر بسیار پیچیده‌تر از پیش را ایجاد می‌کنند.
میکروبیوم هم جالب و هم جذاب است.
افزایش علاقه عمومی موجب افزایش تأمین مالی برای مطالعه درزمینه تعاملات بین ما و باکتری‌های روده شده است.
دانشمندان اکنون ارتباط بین میکروبیوم و طیف وسیعی از بیماری‌ها مثل دیابت و چاقی یا حتی پارکینسون و افسردگی را پیداکرده‌اند.
با توجه به فواید زیاد باکتری‌های روده، قفسه فروشگاه‌های مواد غذایی در حال حاضر از محصولات پروبیوتیک سرشار هستند.
با وجود در دسترس بودن و محبوبیت گسترده آنها، شواهد کمی مبنی بر اینکه مزایای زیادی در خارج از شرایط خاصی باشد وجود دارد
اگر چه دانشمندان می‌دانند که میکروبهای درون ما حیاتی هستند، طراحی یک راه برای تعدیل آنها برای بهبود سلامت و مبارزه با بیماری‌ها هنوز راه طولانی ای در پیش دارد.
دلیل اول پیچیدگی خیره‌کننده میکروبیوم است. این یک ساختار واحد و تک گونه نیست، بلکه دنیایی از موجودات میکروسکوپی است که با یکدیگر تعامل می‌کنند،برهم اثر می‌گذارند، یکدیگر را مهار می‌کنند و قادر به کشتن، تغذیه و برقراری ارتباط با یکدیگر هستند.
در حال حاضر، در این لحظه، ما می‌توانیم مشکلات زیادی را در فهم درونی و بیرونی میکروبیوم ببینیم، اما برخی از محققان سطح بعدی پیچیدگی را بررسی می‌کنند:باکتریوفاژها
معرفی باکتریوفاژ
باکتریوفاژها یافاژ ها، ویروس‌هایی هستند که منحصراً باکتری‌ها از بین می‌برند. به طور باورنکردنی، تعداد فاژها بیش از باکتری‌ها است و هر جایی که باکتری وجود دارد، فاژها نیز وجود دارد.
فاژها اختصاصی هستند؛ آنها تمایل دارند فقط یک گونه یا نوع خاصی باکتری را از بین ببرند. پیش از ظهور آنتی بیوتیک ها، دانشمندان از فاژها برای مبارزه با عفونت استفاده می‌کردند. اما، هنگامی که محققان آنتی بیوتیک ها را کشف کردند، آنها جایگاه فاژ ها را گرفتند؛ آنتی بیوتیک ها ارزان تر و آسان تر از فاژ ها تولید می‌شوند.
در حال حاضر،چون مقاومت به آنتی بیوتیکها در حال افزایش است، برخی از محققان دوباره به ایده فاژ درمان بازگشته‌اند.
البته، اگر فاژ ها باکتری را از بین ببرند، احتمالاً میتوانند بر میکروبیوم تأثیر بگذارند. محققان از بیمارستان Brigham و بیمارستان زنان و موسسه Wyss که هر دو در بوستون‌اند، به اینکه دقیقاً چگونه این ویروسهای فراوان ممکن است بر باکتری‌های روده ما تأثیر می‌گذارند علاقه‌مندند. آنها نتایج جدیدترین مطالعه خود را در مجله Cell Host & Microbe منتشر کردند.
نویسنده ارشد دکتر جرج گربردراین باره گفت:
” یکی از علاقه‌های اصلی من در آزمایشگاهم درک تغییرات در پویایی میکروبیوم روده است. باکتریوفاژها جزء مهمی از میکروبیوم هستند، اما تا کنون مورد مطالعه قرار نگرفته‌اند.”
فاژها چه هستند؟
اگر چه ما می‌دانیم که فاژ ها در روده فراوان هستند، اما درباره رفتار آنها چیز زیادی نمی‌دانیم.
دکتر گربر می‌گوید: “بعضی از مردم در جستجوی فاژ درمانی هستند یعنی استفاده از فاژها برای کشتن میکروب ها.فاژ ها نیز به طور طبیعی در روده یافت می شوند و در کنار سایر اکوسیستم هازندگی می‌کنند. ما می‌خواستیم آنچه که آنها در آنجا انجام می‌دهند را پیدا کنیم. “
برای تحقیق، محققان موش‌های گنوتوبایوتیک را استفاده کردند ؛ آنها این حیوانات را به گونه‌ای رشد دادند که هیچ باکتری در داخل یا روی بدن زندگی نمی‌کند.
برای شروع، آنها ۱۰ گونه از باکتری‌ها را که معمولاً در روده انسانی دیده می‌شوند به موش‌ها معرفی کردند از جمله Enterococcus faecalis و Escherichia coli..
سپس، فاژ هایی را اضافه کردند که به طور خاص باکتری‌هایی که آنها به موش‌ها پیوند زدند، هدف قرار می‌دادند. به عنوان مثال، فاژ T4 هدفش E. coli و فاژ VD13هدفش است E. faecalis . .سپس آنها موفقیت هر میکروب را بررسی کردند.
فاژهاشکارچی های خاصی هستند که هر نوعشان فقط یک نوع باکتری را می‌کشد. بنابراین زمانی که دانشمندان فاژها را به موش‌ها عرضه کنند شاهد کاهش در آن نوع باکتری خواهند بود. با این حال، تأثیر بر باکتری‌های دیگر شگفت‌انگیز بود.
تغییر گسترده
دانشمندان نشان دادند که اگرچه هر فاژ خاص فقط یک نوع باکتری را مورد حمله قرار می‌دهد بر سایر گونه‌ها نیز تأثیر می‌گذارد. بعضی گونه‌ها رشد می‌کنند در حالی ک برخی دیگر از بین می روند.
محققان همچنین با یک بررسی در الگو گسترده ، ترکیبات تولیدشده توسط هر دو باکتری و موش را که متابولوم نامیده می‌شود اندازه‌گیری کردند.
آنها دریافتند وقتی که فاژها را به موش‌ها عرضه کردند و ترکیب باکتری‌ها تغییر کرد، تغییرات در سطوح خاصی از مواد شیمیایی فعال زیستی ایجاد شد.
نویسندگان مقاله در ادامه نوشتند:
“فاژها میتوانند متابولیت ها را تنظیم کنند، که بر روی میزبان پستان تأثیر می‌گذارد.”
به عبارت دیگر، یک ویروس می‌تواند نوع یا مقدار مولکول‌های بیولوژیکی موجود در حیوان میزبان را تغییر دهد.
احتمالات آینده و نیاز به کار بسیار بیشتر
دکتر گربر ظرفیت‌های گسترده‌ای را که یافته‌های این مطالعه افزایش می دهد نادیده نمی‌گیرد. او می‌گوید: “این یافته من را به پیگیری و رفع پرسش‌های مهمی تشویق می‌کند: آیا می‌توانیم از فاژها برای تعدیل این فعالیت‌ها استفاده کنیم؟ آیا این کار می‌تواند مداخله‌ای برای شرایطی مانند افسردگی باشد، جایی که می‌خواهید میزان نوروترانسمیرترهای عصبی تغییر کند؟”
البته این آزمایش از یک میکروبیوم ساخته‌شده و مصنوعی در یک مدل جوندگان استفاده کرده است که باعث می‌شود تعمیم دادن آن به انسان مشکل باشد. با این حال، بر به دست آوردن یک ایده کلی مبنی بر اینکه چگونه فاژها می توانند بر جمعیت باکتری تأثیر می‌گذارند تمرکز کرده است. همان طور که نویسندگان مقاله می‌نویسند:
موش‌های گنوتوبایوتیک که با مجموعه‌ای محدود و شناخته‌شده اما پیچیده از باکتری‌ها کلونیزه شدند ، یک مدل جذاب برای توصیف جامع رفتار فاژها در محیط روده ارائه می دهند. “
اگر فاژها باعث تغییرات زیادی در میکروبیوم موش شوند، احتمالا باعث تغییرات در میکروبیوم انسان نیز خواهند شد. تغییرات ممکن است متفاوت باشد، اما اصل تغییر باقی می ماند.
همان طور که در مقدمه روشن کردیم، اثرات میکروبیوم قبل از اینکه فاژها وارد تصویر شوند به اندازه کافی در ذهن فهمیده می شود بنابراین طراحی مداخله پزشکی راه طولانی دارد.با این حال، این مساله مطمئنا جذابیت نتایج یا ارزشمندی آن ها برای جستجو بیشتر را کم نمی کند.
دکتر گربر درآخر گفت:
“حتی اگر آنها به عنوان یک درمان مستقیم مورد استفاده قرار نگیرند، مطالعه ما نشان می دهد که فاژها میتوانند یک ابزار خوب برای درک اثرات بالقوه درمان های دیگری که میکروبیوم را تغییر می دهند باشند.”
