חוקרים במרכז VIB-KU לובן למיקרוביולוגיה ובמרכז VIB-KU לובן לחקר מוח ומחלות חשפו מנגנון הכרוך בהצטברות חלבון המאפשר לחיידקים להיכנס למצב רדום, תופעה הקשורה בהתמדה של זיהומים והאתגר של עמידות לאנטיביוטיקה. העבודה שלהם מופיעה ב תקשורת טבע.
חיידקי שינה
ככל שעמידות לאנטיביוטיקה ממשיכה להסלים ברחבי העולם, ההבנה כיצד חיידקים יכולים לחמוק מטיפול היא קריטית מתמיד. חלק מהחיידקים יכולים להיכנס למצבים רדומים, שבמהלכם הם אינם רגישים לאנטיביוטיקה. חיידקים רדומים, כולל תאים מתמשכים ותאים חיים אך לא ניתנים לתרבות (VBNCs), שורדים חשיפה לאנטיביוטיקה ויכולים מאוחר יותר 'להפעיל מחדש', מה שמוביל לזיהומים חוזרים. אחד החיידקים שיכולים להוציא את הטריק הזה הוא Escherichia coliהקשורים בדרך כלל לזיהומים שונים בבני אדם.
בראשות פרופ' יאן מיכילס (VIB-KU Leuven) ופרופ' Liselot Dewachter (UCLouvain), חקרו החוקרים, לצד עמיתים ממעבדת ה-Switch (VIB-KU Leuven), את הקשר בין צבירת חלבון ותרדמת חיידקים.
"מצאנו", אומר פרופ' דוואכטר, "שכאשר אנו מעבירים חיידקים לסטרס, החלבונים המעורבים בחילוף החומרים האנרגטי שלהם מתחילים להתעבות, כלומר הם מתחילים להתקבץ יחד לטיפות דמויות ג'ל. עם הזמן, טיפות אלו מתמצקות, דבר אשר עשוי להגן על החיידקים ולעזור להם לשרוד, בעוד שצבירת חלבון הייתה קשורה בעבר למחלות ניווניות כמו אלצהיימר, הממצאים שלנו חושפים צד חיובי מפתיע בחלבון. אגרגציה שלנו מראה שאגרגטים של חלבונים אינם בהכרח מזיקים, אלא יכולים למעשה להועיל לתאים על ידי קידום הישרדותם בסביבות לחוצות, כמו במהלך טיפול אנטיביוטי."
מדינות שונות
המחברים מראים ששני התהליכים – תרדמת חיידקים ועיבוי חלבונים – קשורים קשר הדוק. על ידי צבירה של מספר חלבונים המעורבים בחילוף החומרים, תהליך העיבוי משבית ביעילות את ייצור האנרגיה החיידקית.
ד"ר סליין בולן, המחבר הראשון של המחקר, מסביר, "מצאנו שהתזמון של עיבוי חלבון ותרדמה קשור קשר הדוק בין זנים שונים של E. coli. זה מצביע על כך שהתהליך נשמר, ויכול להציע מטרה טיפולית לעתיד טיפולים".
חשוב לציין, המדענים גילו שזה רדום E. coli תאים יכולים להתאושש ולצמוח מחדש על ידי המסת אגרגטים חלבוניים אלה. חלבון המלווה DnaK יכול ממש לשלוף חלבונים מהקונדנסטים ולהפעיל מחדש את חילוף החומרים של החיידקים.
"יש מצבי תרדמה שונים", מסביר פרופ' יאן מיכלס. "החיידקים נכנסים תחילה למצב מתמשך, שבו חילוף החומרים מאט וחלבונים הקשורים לאנרגיה מתחילים ליצור עיבויים, אבל הם עדיין מראים פעילות מסוימת, בדומה למצב שינה. עם זאת, אם הלחץ נמשך, טיפות החלבון מתמצקות והחיידקים המעבר למצב VBNC במצב זה, חילוף החומרים יורד עוד יותר, ולוקח לחיידקים יותר זמן לחזור להיות פעילים, המזכירים יותר תרדמת."
"על ידי שיבוש התהליכים המובילים לתרדמה", מוסיף בולן, "ייתכן שנוכל לשפר את יעילות האנטיביוטיקה הקיימת ולהפחית את השכיחות של זיהומים מתמשכים. זה רלוונטי במיוחד בהקשר של עלייה בעמידות לאנטיביוטיקה, שהיא גורם משמעותי איום על בריאות הציבור".
