میکروب های روده داروهای ما را می خورند - تور ارمنستان

تصویر قرص (تصویر آرشیوی)

اعتبار: © georgejmclittle / Adobe Stock

گزارش کامل

اولین بار، وایو ماینی رِکدال میکروب ها را دستکاری کرد؛ او یک نان خمیر ترش رضایت بخش درست کرد. در آن موقع، ماینی رکدال جوان، و بیشتر افرادی که سر به آشپزخانه می گذاشتند تا چاشنی یک سالاد را طعم دهند، ، پاپ کورن درست نمایند، سبزیجات را تخمیر نمایند و پیاز سرخ نمایند، واکنش های شیمیایی مهم پشت این ترکیبات را در نظر نمی گرفتند.

واکنش هایی که بعد از آن که بشقاب ها را تمیز کردیم (در بدن) اتفاق می افتد حتی حیاتی تر هستند. هنگامی که یک برش خمیر ترش از میان دستگاه گوارش حرکت می نماید، تریلیون ها میکروب که در روده ما زندگی می نمایند به بدن یاری می نمایند که آن نان را خرد و مواد غذایی اش را جذب کند. از آن جایی که بدن انسان نمی تواند موادی تعیین - به عنوان مثال، همه فیبرهای مهم - را هضم کند، میکروب ها راهی انجام شیمی ای می شوند که هیچ انسانی قادر به انجام آن نیست.

ماینی رکدال دانشجوی کارشناسی ارشد در آزمایشگاه پروفسور امیلی بالسکوس و نویسنده نخست مطالعه نوشان که در مجله ساینس منتشر شد گفت: اما این نوع متابولیسم میکروبی بعلاوه می تواند زیان آور باشد. بر طبق نظر ماینی رکدال، میکروب های روده می توانند داروها را هم بجوند، که اغلب با عوارض جانبی خطرناکی همراه است. ماینی رکدال گفت: شاید مواد دارویی به هدف خود در بدن نرسند، شاید به طور ناگهانی سمی شوند، و شاید کمتر مفید واقع شوند.

در مطالعه اشان، بالسکوس، ماینی رکدال، و همدستان آنها در دانشگاه کالیفرنیا سان فرانسیسکو، یکی از نخستین نمونه های یقینی را که کشف نموده اند که چگونه میکروبیوم می تواند با یک جهت منظور شده دارو در بدن تداخل داشته باشد شرح می دهند. با تمرکز بر لِوُدوپا (L-dopa)، درمان اولیه برای بیماری پارکینسون، آنها شناسایی نموده اند که کدام باکتری ها از میان تریلیون ها گونه، مسئول تخریب دارو هستند و چگونه این تداخل میکروبی متوقف می گردد.

بیماری پارکینسون به سلول های عصبی در مغز که به فراوری دوپامین می پردازند، که بدون آن بدن می تواند از لرزش، سفتی عضله و مسائل تعادل و هماهنگی رنج برد، حمله می نماید. L-dopa دوپامین را به مغز برای تسکین علائم عرضه می نماید. اما فقط حدود 1 تا 5 درصد از دارو در واقع به مغز می رسد.

این تعداد - و کارآیی دارو - به طور وسیع از بیمار به بیمار فرق می نماید. از زمان معرفی L-dopa در اواخر دهه 1960، محققان دریافتند که آنزیم های بدن (ابزارهایی که شیمی ضروری را انجام می دهند) می توانند L-dopa را در روده بشنمایند و مانع از رسیدن دارو به مغز شوند. بنابراین، صنعت داروسازی، یک داروی نو، کاربیدوپا، را برای جلوگیری از متابولیسم ناخواسته L-dopa معرفی کرد. با در نظر گرفتن همه این ها با هم، به نظر می رسید این درمان کار می نماید.

ماینی رکدال گفت: حتی با این حال، متابولیسم زیادی وجود دارد که شرح داده نشده است و بین افراد بسیار متغیر است. آن متغیر بودن یک مشکل است: نه تنها دارو برای بعضی از بیماران کمتر موثر است، بلکه زمانی که L-dopa در خارج از مغز به دوپامین تبدیل می گردد، این ترکیب می تواند عوارض جانبی ای مانند پریشانی شدید مربوط به دستگاه گوارش و آریتمی های قلبی را ایجاد کند. اگر اندازه کمتری از دارو به مغز برسد، به بیماران اغلب برای مدیریت علائم خود بیشتر داده می گردد، که به طور بالقوه این عوارض جانبی را تشدید می نماید.

ماینی رکدال مظنون بود که ممکن است میکروب ها مسئول ناپدید شدن L-dopa باشند. از آنجا که تحقیق قبلی نشان داد که آنتی بیوتیک ها پاسخ بیمار را به L-dopa بهبود می بخشند، دانشمندان اندیشیدند که باکتری ها ممکن است مقصر باشند. اما هنوز، هیچ کس تعیین ننموده است که کدام گونه های باکتریایی ممکن است مقصر باشند یا چگونه و چرا دارو را می خورند.

بنابراین، تیم بلاسکوس تحقیقاتی را شروع کرد. شیمی غیر معمول - تبدیل L-dopa به دوپامین - اولین سرنخ آنها بود.

آنزیم های باکتریایی کمی می تواند این تبدیل را انجام دهد. اما، نمره خوبی به تیروزین مرتبط است - اسید آمینه ای مشابه با L-dopa. و یکی از میکروب های خوب غذایی که اغلب در شیر و ترشی (Lactobacillus brevis) یافت می گردد، می تواند هر دو تیروزین و L-dopa را بپذیرد.

با استفاده از پروژه میکروبیوم انسانی به عنوان یک مرجع، ماینی رکدال و تیمش به جستجو به وسیله DNA باکتریایی پرداختند تا تعیین نمایند که کدام یک از میکروبهای روده دارای ژن هایی برای کد دار کردن یک آنزیم مشابه هستند. هنگامی که یک برش خمیر ترش از میان دستگاه گوارش حرکت می نماید، تریلیون ها میکروب که در روده ما زندگی می نمایند به بدن یاری می نمایند که آن نان را خرد و مواد غذایی اش را جذب کند. چندین عدد از آنها با معیار آنها مطابقت داشتند. اما فقط یک نژاد،Enterococcus faecalis (E. faecalis) ، هر زمان همه L-dopa را خورد.

با این کشف، این تیم اولین شواهد قوی برای اتصال E. faecalis و آنزیم باکتری ها (وابسته به PLP تریروزین دیکربوکسیلاز یا TyrDC) به متابولیسم L-dopa را فراهم کرد.

با این حال، یک آنزیم انسانی می تواند و باعث تبدیل L-dopa به دوپامین در روده می گردد، و همان واکنش کاربیدوپا برای متوقف کردن آن طراحی شده است. سپس تیم سرگردان بود که چرا آنزیم E. faecalis از رسیدن به کاربیدوپا فرار می نماید؟

حتی اگرچه آنزیم های انسانی و باکتریایی دقیقاً یک واکنش شیمیایی را انجام می دهند، نوع باکتریایی فقط کمی متفاوت به نظر می رسد. ماینی رکدال می اندیشید که کاربیدوپا ممکن است قادر به نفوذ به سلول های میکروبی نباشد و یا مغایرت ساختاری جزئی می تواند باعث جلوگیری از فعل و انفعال دارو با آنزیم باکتریایی گردد. اگر این طور باشد، دیگر درمان های میزبان هدف هم ممکن است فقط به بی تأثیری کاربیدوپا بر علیه تدبیرهای میکروبی مشابه باشد.

منبع: دانشگاه هاروارد