25 فوریه 2025 - دنیایی از میکروب ها در روده ی هر انسان وجود دارد. این جامعه ی میکروبی وسیع که میکروبیوم نام دارد، شامل باکتری ها و ویروس هایی است، که بارها توانایی خود را در کمک فعالانه به سلامت و بیماری انسان نشان داده اند.
محققان اطلاعات خوبی در مورد جوامع باکتریایی که در روده انسان زندگی می کنند، بدست آورده اند. به عنوان مثال، آنها کشف کرده اند که این باکتری ها به طور گسترده‌ای مواد غذایی را که می خوریم متابولیزه می کنند، باعث رشد طبیعی سیستم ایمنی می شوند و برخی از میکروارگانیسم‌های فرصت طلب نیز در میکروبیوم ما وجود دارند که می توانند تحت شرایط خاصی باعث بیماری شوند.
از سوی دیگر، نقش ویروس‌ها در میکروبیوم روده در سلامت و بیماری انسان به اندازه ی باکتری ها شناخته شده نیست. مطالعه جدیدی که در Nature Microbiology منتشر شده است، بر این موضوع متمرکز است.
محققان کالج پزشکی Baylor رهبری پروژه ای را برای بررسی تاثیر ویروس های خاصی به نام باکتریوفاژها یا فاژها بر ایجاد دیابت نوع 1 در کودکان خردسال، بر عهده گرفتند. باکتریوفاژها به طور خاص باکتری ها را آلوده می کنند، اما سلول های انسانی را آلوده نمی کنند. از آنجایی که فاژها بر باکتری هایی که آلوده می کنند، فشار وارد می کنند و برخی از ژنوم فاژها فاکتورهای ویرولانس و سموم را رمزگذاری می کنند، نقش فاژهای خاص یا جوامع فاژ در سلامت انسان محتمل به نظر می رسد.
دکتر مایکل جی تیزا، نویسنده اول این مقاله، استادیار ویروس شناسی مولکولی و میکروبیولوژی درBaylor ، می گوید: "ما فکر می کنیم که فاژها می توانند بر بقا یا رفتار باکتری ها تأثیر بگذارند و این به نوبه خود می تواند بر سلامت انسان تأثیر بگذارد."
در مطالعه ی حاضر، محققان نمونه های مدفوع جمع آوری شده از مطالعه ی عوامل تعیین کننده ی زیست محیطی دیابت در جوانان (TEDDY) را با هدف مشخص کردن پروفایل ترکیبی جامعه ی فاژ- باکتری، دوباره تجزیه و تحلیل کردند. گروهTEDDY شامل کودکانی بود که در معرض خطر ایجاد ایمنی در برابر سلول‌های تولید کننده ی انسولین یا دیابت نوع 1 بودند. محققان در مطالعات قبلیTEDDY بررسی کردند که آیا باکتری های روده و ویروس های انسانی بر ایجاد دیابت نوع 1 تأثیر می گذارند یا خیر. در حالی که آنها ارتباط واضحی با باکتری های روده پیدا نکردند، ارتباطی با ویروس های انسانی وجود داشت.
مطالعه ی فاژها چالش برانگیز است
دکتر تیزا، گفت: "داده های ژنتیکی فاژها از مدت ها قبل در دسترس بوده است. ما متوجه شدیم که ژنوم فاژها بسیار متنوع می باشد، شباهت های کمی بین آنها وجود دارد و بسیار کوچک هستند، و اینها چالش های فنی قابل توجهی را برای تجزیه و تحلیل آنها ایجاد می کند. ما با توسعه یک ابزار محاسباتی جدید که به ما امکان تجزیه و تحلیل سیگنال های فاژها را می داد، این چالش را بر طرف کردیم.
دکتر سارا جی. جاورنیک کرجین، استادیار ویروس شناسی مولکولی و میکروبیولوژی در بایلر، و یکی از نویسندگان مسئول این مقاله، گفت: با استفاده از ابزار تحلیلی جدید خود، جوامع ترکیبی فاژ-باکتری را در 12262 نمونه ی مدفوع از 887 شرکت کننده در مطالعهTEDDY در طول چهار سال اول زندگی آنها بررسی کردیم. با این رویکرد، ما تغییرات دینامیکی در ترکیب جوامع فاژها و باکتریها در روده در حال رشد را تشریح کردیم و بینش جدیدی در مورد تعاملات آنها به دست آوردیم.
محققان دریافتند که باکتری‌های خاصی در مراحل مختلف رشد انسان رشد می کنند و این امر به طور مشابه برای فاژها در این مطالعه مشاهده شد. دکتر جاورنیک کرجین گفت: "با این حال، سرعت تغییر جوامع فاژی سریعتر از سرعت باکتریها بود."
دکتر تیزا، گفت: "ما فکر می کنیم این به یک مسابقه تسلیحاتی بین باکتری ها و فاژهای آنها اشاره می کند که در آن باکتری ها تکامل می یابند و جهش هایی می کنند که به آنها اجازه می دهد از شکار فاژهایی که آنها را آلوده می کردند، فرار کنند و سپس فرصتی برای فاژ جدید برای آلوده کردن باکتری ها ایجاد می کند."
محققان هیچ فاژ یا جوامع فاژی اصلی مرتبط با خطر بیشتر یا کمتر ابتلا به دیابت نوع 1 را در این گروه پیدا نکردند. با این وجود، یافته های این مطالعه به یک دیدگاه بهبود یافته در مورد توسعه میکروبیوم کمک کرد که نشان دهنده ی تعامل پویای بین فاژها و باکتری ها است. میکروبیوم با ورود گونه های باکتریایی به نوزاد تازه متولد شده، شروع به اشغال روده کرده و رشد می کند.همزمان با رشد کودک، تغییرات پی‌درپی در گونه‌های باکتریایی به دلیل تغییرات رژیم غذایی و توسعه سیستم ایمنی رخ می دهد. با این تغییرات در گونه های باکتریایی، جوامع فاژی نیز تغییر می کنند که انعکاسی از در دسترس بودن باکتری ها است.
دکتر تیزا گفت: «همانطور که میکروبیوم را بارها در طول سال های اول زندگی آنالیز کردیم، مشخص شد که روده ی هر یک از شرکت کنندگان در معرض فاژهای متفاوت تری نسبت به باکتری های متمایز قرار می گیرد، و این نشان می دهد که سیستم ایمنی ممکن است بیش از آنچه قبلاً در نظر گرفته شده بود در معرض تحریک ویروسی قرار گیرد».
دکتر جاورنیک کرجین، گفت: "ما امیدواریم که یافته های ما منجر به درک بهتر تعاملات فاژ- باکتری شود که می تواند منجر به بهبود رویکردهای درمانی برای این بیماری گردد."
دکتر جوزف پتروسینو، رئیس و استاد ویروس شناسی مولکولی و میکروبیولوژی و مدیر مرکز تحقیقات متاژنومیکس و میکروبیوم در بیلور، گفت: «دستکاری میکروبیوم همچنان یک مسیر امیدوارکننده برای درمان انواع بیماری ها است که شامل پاسخ ایمنی، سلامت قلب و عروق و عملکرد مغز و غیره است».
از آنجایی که پزشکان سعی می کنند استفاده غیرضروری از آنتی بیوتیک را به عنوان ابزار اولیه برای مبارزه با افزایش عفونت های مقاوم به آنتی بیوتیک محدود کنند، مطالعاتی مانند این استراتژی های مبتنی بر فاژ را برای شکل دادن به جوامع میکروبی برای بهبود سلامت و مبارزه با بیماری های عفونی امکان پذیر می کند.
محققان علاقه مند به ادامه ی کشف روابط بین باکتری ها و فاژها هستند. به عنوان مثال، چگونه فاژها بر پاسخ باکتری ها به اختلالاتی مانند آنتی بیوتیک ها، تغییر در رژیم غذایی یا ورود باکتری های جدید تأثیر می گذارند.با ارزیابی روندهای زمانی در روده‌های کودکان در حال رشد، این مطالعه به پایه ریزی درمان ها و تشخیص هایی که هدفشان استفاده از میکروبیوم و اجزای آن است، کمک می کند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2025-02-world-reveals-insights-phagebacteria-interactions.html