Антибиотиктерге туруктуулук кризисин чечүү үчүн 100 жылдык медициналык дарылоону кайра карап чыгуу зарыл. Себеби, бактерияларды өлтүргөн вирустар 100 жылдан ашуун мурун инфекцияларды дарылоо үчүн колдонулган. Ал эми азыр антибиотиктерге туруктуу инфекциялар көбөйгөндүктөн, илимпоздор фаг терапиясын кайра жандандыруу жолдорун изилдешүүдө.
Ар бир мүнөттө, биздин айланабызда, микроскоптук деңгээлде согуштар жүрүп жатат. Бактериофагдар (фагдар деп да аталат) – бактерияларды жугузуп, жок кылган вирустар. Биз жугузган вирустардай эле фагдар да көбөйүп, жашап калыш үчүн бактериялардын ресурстарын уурдап алууга умтулат.
Фагдарды Фредерик Туорт (Frederick William Twort) 1915-жылы жана Феликсд’Эрелль (Félix Hubert d’Hérelle) 1917-жылы ар кимиси өз алдынча ачышкан.
1920-жылдары д’Эрелль фагдарды бактериялык инфекцияларды дарылоо үчүн колдоно баштап, кийин «фаг терапиясы» деп аталган илимий багыттын негизин салган.
Бирок, 1928-жылы Александр Флемингдин (Alexander Fleming) пенициллинди жаратышы антибиотиктер революциясына жол ачып, фаг терапиясын артка калтырды жана заманбап медицинаны түп-тамырынан өзгөрттү. Андан бери, бир кылымдын ичинде, миллиондогон адамдардын өмүрү сакталды.
Азыр болсо антибиотиктерге туруктуулуктун (антимикробдук туруктуулук же AMR деп да аталат) тез өсүшү мурдагы жетишкендиктерди жокко чыгара турган коркунучту жаратып жатат.
Дүйнөлүк саламаттык сактоо уюму (ДСУ) антибактериялык/микробдук туруктуулук 2050-жылга чейин жыл сайын 10 миллионго чейин адамды өлүмгө кириптер кылышы мүмкүн деп эсептөөдө.
Башка адистер да биз антибиотиктерден кийинки доорго жакындап калышыбыз мүмкүн деп эскертишет. Бул доордо, азыркы дары-дармектер иштебей калгандыктан, жөнөкөй эле инфекциялар да кайрадан өлүмгө алып келиши ыктымал.
Cell Reports журналына жарыяланган жаңы макалада Мельбурн университети менен Иерусалимдеги Еврей университетинин биргелешкен изилдөө тобу фагдардын бактериялар менен өз ара аракеттенүүсүн жана бактериялар алардан кантип коргонууга аракет кыларын изилдеди.
Бул кадамдарды түшүнүү – антибиотиктерди талап кылбаган натыйжалуу фаг терапияларын иштеп чыгуу үчүн негизги ачкыч болуп саналат.
Фагдар бактерияларды кантип өлтүрөт
Фагдар өз жашоо циклин бактериялык клеткага жабышып, ага ДНКсын киргизүүдөн баштайт. Ичине киргенден кийин, алар бактериянын клеткалык механизмин өз пайдасына колдонуп, өздөрүнүн көчүрмөлөрүн чыгарышат.
Акыры, кожоюн клеткасы жарылып, жаңы фагдар чыгып, башка бактерияларды жуктура баштайт. Фагдар кожоюнсуз көбөйө албагандыктан, бул мамиле толугу менен бир тараптуу болуп, бактерияга эч кандай пайда алып келбейт.
Ошондуктан бактериялар фагдардын чабуулунан аман калуу үчүн таасирдүү коргонуу куралдарын өнүктүрүшкөн.
Эң кызыктуу жана кеңири белгилүү коргонуу механизмдеринин бири — бактериялар фагдын ДНКсын түздөн-түз кесип салуу же көбөйүү үчүн зарыл болгон негизги генетикалык бөлүктөрүн жок кылуу жөндөмүнө ээ болушу.
Бул ыкма CRISPR–Cas системасы деп аталат жана бактериялардын иммундук системасына окшош иштейт.
Жаңы антибактериялык дарылоонун багыттары
Фагдар менен бактериялардын ортосундагы «курал-жарак жарышын» түшүнүү бактериялар өздөрүн кандайча коргоп каларын түшүнүүнү гана тереңдетпестен, кийинки муундагы дарылоолорго да жол ачат.
Биздин акыркы изилдөөбүз бактериялык иммундук системанын иштешине көңүл буруп, фагдарга негизделген дарылоодо колдонулушу мүмкүн болгон алсыз жактарды аныктады.
Өнүккөн бактериялык генетика, флуоресценттик микроскопия жана жогорку тактыктагы крио-электрондук томографияны (3D сүрөттөө) колдонуу менен биз YjbH деп аталган бактериялык «сенсордук белокту» аныктадык.
Бактериялар бул белокту фагдардын чабуулуна каршы коргонуу үчүн колдонушат. Ал фагдын коңшу бактериялык клеткаларды жуктуруп алышына жол бербейт.
Бул үйдөгү зыянкечтерди катуу карантин аркылуу бир аз чектөөгө окшош иштейт.
Мисалы, үйүңүздүн бир бөлүгүндө термиттерди байкасаңыз, алар бүт үйгө жайылып кетпеши үчүн дароо чектеп салгыңыз келет. YjbH да ушуга окшош иштейт: ал кирип келген фагдын ДНКсын байкаганда, аны таанып байланып алат.
Бирок жөн гана байланып коюу жетишсиз жана коркунуч сөзсүз түрдө токтотулушу керек. Антпесе ал кайталап көбөйүп, үйүңүздөгү термит сыяктуу эле бүт бактериялык калкка жайылып кетиши мүмкүн.
YjbH бактериянын бөлүнүү механизмин тез арада иштетет. Бул үчүн ал FtsE деп аталган негизги бөлүнүүчү белокко байланып алат.
Мунун натыйжасында бактериялык клетканы курчап турган кабыкча кысылып, жугузулган бөлүк ажырап чыгат.
Ошентип, кирип келген фагдын ДНКсын тосуп турган жаңыча «камера» пайда болот.
Эң маанилүүсү, бул бөлүнгөн камерада вирустун көбөйүшү үчүн зарыл болгон ресурстар жетишпейт. Натыйжада инфекция капканга түшүп, бактериялык клетканын калган бөлүгү аман калууга мүмкүнчүлүк алат.
Бул байкоолор көрсөткөндөй, бир гана клеткалуу организмдер болгон бактериялар да жогорку организмдерде кездешкендей таасирдүү «качып чыгуу стратегиясына» жөндөмдүү экен.
Фагдарга каршы уникалдуу коргонуу системасын ачуу
Дарыгерлер өмүрдү сактоо үчүн инфекцияланган мүчөнү кесип салгандай эле, же сүйрүлөр жырткычтардан качуу үчүн куйругун таштагандай, бул натыйжалар бактериялар да өздөрүнүн жугузулган бөлүгүн изоляциялап, курмандыкка чалуу менен вирусдук чабуулдан аман кала аларын көрсөтөт.
Бул көрүнүш, “бактериялык автотомияга” окшош жана фагдарга каршы ушундай коргонуу системасынын – биринчи жолу ачылышы.
Бул ошондой эле бактериялар сыяктуу микроорганизмдер да мурда көп клеткалуу жандууларга гана таандык деп эсептелген татаал, өзүн сактоочу «качып чыгуу» реакцияларын аткара аларын көрсөтөт.
Жогоруда айтылган коргонуу механизми аныкталгандан кийин, биздин кийинки кадам – аны нейтралдаштыруунун ар кандай жолдорун иштеп чыгуу.
Мындай жолдордун бири – фаг терапиясына кошо турган бирикмени жаратуу, ал сенсордук белокко ар кандай фагдарды таанууга мүмкүндүк бербей, алардын иштөөсүн токтотот.
Биз фаг терапиясын кайра жандандыруу аркылуу инфекцияларды антибиотиксиз дарылоого салым кошо алабыз деп үмүттөнөбүз.
Көптөгөн антибиотиктерге туруктуу инфекциялар пайда болуп жаткандыктан, жүз жыл өткөндөн кийин фаг терапиясынын пайдасын кайра карап чыгууга убакыт келди.
Илимий терминдерге түшүндүрмө:
Фаг – бактериофагдын кыска формасы бактерияларды өзгөчө инфекциялап, жок кыла турган вирус түрү. Грек тилинен сөзмө-сөз маани боюнча которгондо «бактерия жеген» дегенди билдирет. Фагдар бактерия клеткасынын механизмин колдонуп көбөйөт жана табигый жол менен кездешет. Азыр бактериялык инфекцияларды дарылоодо антибиотиктердин альтернативасы катары изилденүүдө.
Термиттер – ар кандай чириген өсүмдүк заттары менен азыктанган таракандардын тобу. Алар, негизинен, жыгачты, жалбырак калдыктарын жана топурактагы гумусту жешет. Термиттерди башка курт-кумурскалардан айырмалаган белгилери – мончок сыяктуу муруттары жана жумшак денеcи. Ушул себептен аларды эл арасында көбүнчө «ак кумурскалар» деп аташат. Бирок, термиттер – кумурскалар эмес, таракандардын бир түрү. Азыркы учурда алардын 3 миңге жакын түрү белгилүү.
Сенсордук белоктор – табиятта өзүнөн-өзү боло турган же адам жасаган белоктор (же алардын бөлүктөрү). Алар адамга дүйнөнү таанып-билүүгө жардам берет, алар аркылуу адам жарыкты көрөт, үндү угат, нерселерди кармап сезет, жыт менен даамды билет. Айрым жаныбарлар электрди же магниттик талааны да сезе алышат. Көздөгү опсин деген белок жарыкты кармап, аны мээге жеткен белги кылып өзгөртөт. Мээ ошол белгини чечмелеп, адамдар жарыкты көрө алат.
Шилтемелер:
- Макала эң алгач Мельбурн университетинин https://pursuit.unimelb.edu.au/ журналында жарыяланган.
- Макаланын түп нускасы: https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/revisiting-a-100-year-old-medical-treatment-to-tackle-the-growing-crisis-of-antibiotic-resistance?in_c=articlelistingblock
- Макалага негиз болгон илимий изилдөө Cell Reports журналында https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(25)00765-X жарыяланган.
- Сүрөттөр unsplash.com сайтынан алынды.
- Илимий терминдерге түшүндүрмөнү Эл илим коомдук фонду даярдады.
