"سوئیچ اصلی" مخفی به باکتری ها اجازه می دهد تا سیستم دفاعی بدن را نقض کنند

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان در Penn Dental Medicine مکانیسم مولکولی ناشناخته ای را کشف کرده اند که توسط آن باکتری ها به سرعت موانع محافظتی بدن را به خطر می اندازند، یافته ای که می تواند نحوه برخورد دانشمندان با طیف گسترده ای از بیماری های جدی را تغییر دهد.

این یافته ها توسط تیمی از محققان به سرپرستی دانا تی گریوز، پروفسور پریودنتیکس و معاون آموزشی و پژوهشی در Penn Dental Medicine گزارش شده است، در Nature Communications منتشر شده است. این کشف می تواند منجر به درمان های جدیدی برای بیماری های قلبی، دیابت و آرتریت شود.

دهان، دستگاه گوارش و ریه ها توسط ورقه های نازکی از سلول ها پوشیده شده اند که با تشکیل یک سد فیزیکی به عنوان اولین خط دفاعی بدن در برابر تریلیون ها باکتری که در داخل و اطراف ما زندگی می کنند، عمل می کنند. هنگامی که موانع از بین می روند یا نشت می کنند، باکتری ها می توانند وارد جریان خون شوند و به شرایط سیستمیک جدی مانند بیماری قلبی، دیابت، آرتریت روماتوئید، زوال عقل و سرطان کمک کنند.

برای دهه‌ها، دانشمندان معتقد بودند که می‌دانند چگونه باکتری‌ها این موانع را می‌شکنند، یا با استفاده از آنزیم‌هایی که از طریق چسب سلولی می‌جوند یا با خاموش کردن ژن‌هایی که چسب را تولید می‌کنند. این تحقیق جدید روش جدیدی را ارائه می دهد که مانع ممکن است مختل شود و ممکن است فرصت های درمانی جدیدی را فراهم کند.

این مطالعه سه ساله، با همکاری یک تیم بین رشته‌ای که شامل محققانی از Penn Dental Medicine و گروه بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی و سلولی دانشگاه جورج تاون بود، سومین مسیر سریع‌تری را پیدا کرد که چسبی را که مانع را در جای خود نگه می‌دارد از بین نمی‌برد، بلکه مولکول‌هایی را که برای ایجاد بارکی حیاتی‌تر هستند، حرکت می‌دهد.

چیزی که تیم تحقیقاتی دریافتند قابل توجه بود: تنها در عرض چند ساعت پس از قرار گرفتن در معرض باکتری، پروتئین های سد کننده - E-cadherin و β-catenin - ناپدید نشدند. در عوض، آنها از دیواره های بیرونی سلول به داخل آن نقل مکان کردند، پست های خود را رها کردند و پیوندهای بین سلول ها را ضعیف کردند.

گریوز گفت: «آنچه که به‌ویژه هیجان‌انگیز است این است که باکتری‌ها نیازی به تخریب ماشین‌هایی که سلول‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد ندارند. آنها اساسا می‌توانند آن‌ها را به مکان دیگری منتقل کنند تا نشت کنند و مکانیسم کاملا جدیدی را آشکار کند که توسط آن باکتری‌ها می‌توانند این دفاع حیاتی را نقض کنند.»

گریوز سال هاست در حال مطالعه یک عامل حیاتی، پروتئینی به نام FOXO1 در این فرآیند بوده است. FOXO1 نقش کلیدی در اختلال در ترمیم زخم دیابتی و سایر عملکردها دارد.

این تیم دریافت که FOXO1، که مدت‌ها به عنوان یک عامل رونویسی حساس به استرس شناخته می‌شود، زمانی که توسط باکتری‌ها تحریک شود، به درون هسته سلول می‌رود. این یک سری رویدادها را آغاز می کند که باعث می شود E-cadherin و β-catenin از غشای سلولی خارج شوند و در نتیجه قادر به تشکیل سد سلولی نباشند.

این توالی از وقایع کشف شده توسط دانشمندان "غیر متعارف" در نظر گرفته می شود، یا خارج از کتاب قوانینی که علم قبلا نوشته بود عمل می کند.

گریوز گفت: «یکی از شگفت‌انگیزترین نتایج این بود که توانایی حفظ یک مانع را می‌توان خیلی سریع پس از مواجهه سلول‌ها با باکتری از دست داد.

توالی کلیدی وقایع در حیواناتی که در معرض باکتری های دهانی قرار گرفته بودند تایید شد. نتایج دقیقا منعکس کننده داده های آزمایشگاهی بود. از دست دادن این سد حیاتی مشکل بزرگی است.

گریوز گفت: حفره دهان یک دروازه است. زمانی که سد شکسته می‌شود، فرصتی برای باکتری‌ها فراهم می‌کند تا وارد جریان خون شوند. نشان داده شده است که باکتری‌هایی که از دهان وارد جریان خون می‌شوند، جزء مهم تشدید آرتریت روماتوئید هستند و حتی با سطوح بالاتر گلوکز خون در دیابت، بدتر شدن زوال عقل و بیماری‌های قلبی عروقی مرتبط هستند.

به گفته گریوز، دانشمندان با دانستن چگونگی شکست اساسی‌ترین دفاع‌های بدن، نقشه راهی برای توسعه راه‌های درمانی جدید برای پیشگیری یا درمان بیماری‌های سیستمیک دارند.

گریوز افزود: "سلامت دهان یک سلامت سیستمیک است. ایجاد این ارتباط برای درک اینکه چگونه می توانیم از بیماری جلوگیری کنیم و زندگی سالم تری داشته باشیم، حیاتی است."

Stella Alimperti و همکاران، سیگنال دهی غیر متعارف FOXO1 یکپارچگی سد اپیتلیال را از طریق تنظیم فضایی مجتمع E-cadherin-β-catenin، Nature Communications (2026) کنترل می کند. DOI: 10.1038/s41467-026-78640-4

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →