Welcome to My World

barflo03

از ورود شما به این وبلاگ کمال تشکر را دارم و امیدوارم قابل استفاده و مفید برای شما باشد. از هر گونه نظرات شما کمال تشکر را داشته و در کمترین زمان لحاظ می کنم لذا نکنه نظر یادتون بره.

این وبلاگ برای آنهائی است که می خواهند درمورد باکتری هاُُ و ژنتیک بیشتر بدونن. خواهشمندیم در صورت داشتن مطالب قابل ارائه برای دوستان علاقه مند آنرا به آدرس ژست الکترونیکی زیر ارسال نمایید.

. Hello to all

It is a great pleasure and honor for me that you visit my weblog. There have been some developments and happenings in my academic career during this year. First, I have been accepted in PHD in TMU university. Second, I have started a countrywide project with some of my good colleagues for detecting patterns of drug resistance in bacterias. Third, can you guess I have had some other publications. It would be my honor to have your kind and useful suggestions. My many thanks in advance for your helpful ideas.

 Latest news on Medical sciences:(2010.8.10)

Image of New Antibiotic in Action Opens Up New Opportunities to Combat Antibacterial Resistance

  • ژن درمانی راهی بسوی پزشکی

    مدرن

    مطالب حاضر به همت دوست عزیزم بابک یادگار تهیه و تدوین شده است

    معرفی:

    خاموش کردن اختصاصی بیان ژن‌‌ها توسط فرآیند تداخل RNA (RNA interference) یا  RNAiیک مکانیسم تنظیم بیان ژن‌ها می‌باشد که در سطح پس از نسخه‌برداری در سلولهای یوکاریوتی اعمال می‌شود. این پدیده که توسط مولکولهای دو رشته‌‌‌ای RNA بنام مولکول‌های RNA مداخله‌گر کوچک (small interfering RNA) یا siRNA واسطه‌گری می‌شود از لحاظ تکاملی در میان موجودات یوکاریوت حفظ شده‌‌ است و بنظر می‌رسد که جهت حفاظت ژنوم در مقابل تهدیدات ژن‌های با منشاء خارجی (اگزوژن) نظیر ژن‌های ویروسی وترانسژن‌ها و همچنین ژن‌های با منشاء داخلی نظیر عناصر ژنتیکی متحرک مثل ترانسپوزون‌ها بکار می‌رود. علاوه بر این فرآیند تداخل RNA در برنامه‌های سلولی جهت تنظیم بیان ژن‌ها و کنترل رشد و نمو سلولی نقش دارد.

    تاکنون سه شکل از فرآیند تداخل RNA که از لحاظ فنوتیپی متفاوت ولی از جهت مکانیسم عمل یکسان و مشابه‌اند در یوکاریوت‌ها شناسایی شده است. این اشکال شامل هم‌سرکوبی (Cosuppression) یا خاموش شدن ژن پس از نسخه‌برداری

     (Post-Transcriptional Gene Silencing) یا PTGS در گیاهان، فرونشانی ژن‌ها (Quelling) در قارچها و تداخل RNA (RNA interference) یا RNAi در سلسله‌ی جانوری می‌باشند.

    تاریخچه:

    پدیده خاموشی ژن با واسطه RNA دو رشته‌ای (dsRNA-mediated gene silencing) نخستین بار در گیاهان در سال 1990 توسط Napoli و همکاران‌اش بطور اتفاقی طی تحقیقی بر روی گل‌های اطلسی ترانسژن (transgenic petunia) کشف گردید. در این بررسی دانشمندان با استفاده از ورود ترانسژن‌های اگزوژن به درون سلول‌های گیاه، گیاهان نوترکیبی را تولید کردند به این امید که میزان پیگمانتاسیون و تولید رنگدانه را افزایش دهند. اما با ورود ترانسژن‌های اگزوژن نتیجه مورد انتظار حاصل نشد به گونه‌ای که بسیاری از گل‌ها دارای فنوتیپ رنگارنک و بعضی بدون رنگدانه بودند وگل‌های بی‌رنگ بجای ارغوانی حاصل شد. متعاقب این مطالعات واژه‌ی هم‌سرکوبی (Cosuppression) برای توصیف خاموشی همزمان بیان mRNA های اندوژن و اگزوژن توسط Jorgenson معرفی شد. بعدها پدیده‌های مشابهی در قارچ‌ها، حشرات، انگل‌ها، موش و رده‌های سلولی انسانی گزارش شد. در سال 1997 Cogoni و Macino پدیده مشابهی را در قارچ نوروسپورا کراسا (Neurospora crassa) مشاهده کردند و آن را یک سازوکار دفاعی ضد ویروسی از سوی قارچ دانستند. در قارچ نوروسپورا کراسا پدیده هم‌سرکوبی ژن‌ها با عنوان فرونشانی (Quelling) نامیده می‌شود. با این وجود کشف قطعی پدیده تداخل RNA زمانی صورت گرفت که Andrew Fire و Craig Mello سرگرم توجیه خاموشی غیر منتظره ناشی از حضور RNA سنس (senseRNA) بودند و در پی آن در سال 1998 نقش حیاتی مولکول RNA دو رشته‌ای در خاموش شدن اختصاصی توالی ژن‌ها در نماتود کانورابدیتیس الگانس (Caenorhabditis elegans) تشخیص داده شد. فایر و همکاران‌اش موفق به اثبات این موضوع شدند که به هنگام هدف قرار دادن اختصاصی نسخه mRNA یک ژن در نماتود  C. elegans، تزریق مولکول‌های dsRNA قادر است حداقل تا ده برابر اثر خاموشی قویتری را در مقایسه با مولکول‌های senseRNA و یا antisenseRNA به تنهایی القا کند. این مشاهده منجر به حصول این نتیجه شد که تزریق dsRNA اختصاصی با منشاء خارجی به بدن نماتود به گونه‌ای بسیار کارآمد سبب پاسخ خاموشی اختصاصی ژن هدف در بدن این موجود می‌شود. این پدیده نوظهور، تداخل (RNA interference) RNA یا همان RNAi نامیده شد. این پدیده در دیگر موجودات یوکاریوتی اعم از جانوران، گیاهان و انسان به خوبی مورد مطالعه قرار گرفت و سازوکارهای آن شناخته شده است. هم اکنون، تکنیک تداخل RNA به عنوان ابزاری توانمند و کاملاً شناخته شده مورد توجه زیست شناسان و محققان رشته پزشکی می‌باشد. در سال2002، زمانی که مجله Science کشف پدیده تداخل RNA را بزرگترین پیشرفت علمی سال نامید، محققان دریافتند که این کشف ارزشمند علمی طی سال‌های آینده چهره تحقیقات حوضه زیست‌پزشکی (Biomedical research) را متحول خواهد ساخت.

    مکانیسم عمل و زیست شناسی فرآیند تداخل RNA:

    تداخل RNA به عنوان جدید ترین و کارآمد ترین ابزار خاموش کردن اختصاصی بیان ژن‌ها در سطح پس از نسخه‌برداری

    (Post-tarnscriptional level) شناخته شده است و در حال حاضر بهترین روش جهت مطالعه‌ی معکوس ژنتیک

    (Reverse genetics) در مقایسه با روش‌های قدیمی‌تر خاموش کردن ژن‌ها می‌باشد. نتایج تحقیقات زیادی در این زمینه نشان می‌دهد که این روش بسیار اختصاصی عمل می‌کند و راه‌اندازی چنین سیستمی در قیاس با سایر سیستم‌های غیر فعال‌سازی ژن‌ها ساده‌تر و ارزان‌تر است.

    برای مکانیسم عمل فرآیند تداخل RNA یک مدل دو مرحله‌ای ارائه شده است که شامل دو مرحله‌ی شروع (Initiation step) و مرحله‌ی عمل‌کننده (Effector step) است. در مرحله‌ی شروع مولکول‌های RNA دورشته‌ای به طول حدوداً 500-200 جفت باز توسط فعالیت ریبواندونوکلئازی آنزیم‌هایی از خانواده RNase III به نام Dicer (DCR)  و Dicer-like، با مصرف ATP به قطعات کوچک 23-21 نوکلئوتیدی به نام RNAهای کوچک یا کوتاه مداخله‌گر

    (small or short interfering RNA) و یا siRNA که به عنوان RNAهای راهنما (guide RNA) عمل خواهند کرد، شکسته می‌شوند. اعضای خانواده آنزیم‌های RNase III جزء معدود نوکلئازهایی هستند که فعالیت اختصاصی برای مولکول‌های dsRNA دارند و آنها را در انتهای 3’ به گونه‌ای برش می‌دهند که 3-2 نوکلئوتید بطور آویزان (overhang) باقی می‌ماند و انتهاهای 5’ و 3’ هیدروکسیله ایجاد می‌کنند. این نوکلئازها از نظر تکاملی در کرم‌ها، مگس سرکه، قارچ‌ها، گیاهان و پستانداران کاملاً حفظ شده‌اند. سپس در مرحله‌ی عمل‌کننده هر کدام از قطعات siRNA در یک مجموعه پروتئینی به نام کمپلکس خاموش‌کننده القاء شده توسط RNA (RNA-induced silencing complex) یا RISC وارد می‌شوند. سپس RISC با فعالیت هلیکازی وابسته به ATP، دو رشته siRNA را از هم باز می‌کند. در این مرحله RISC فعال ‌شده و به همراه مولکول siRNA تک رشته‌ای که دراین هنگام به آن antisenseRNA نیز می‌گویند و مکمل ناحیه‌ای بر روی مولکول RNA هدف (target RNA) و یا senseRNA می‌باشد، به سمت mRNA هدف راهنمایی می‌شود. سپس زیر واحد اندوریبونوکلئازی موجود در ساختار RISC، mRNA هدف را از وسط می‌برد و در نهایت mRNA بریده شده (احتمالاً بوسط اگزوریبونوکلئازها) بطور کامل تخریب می‌شود و سبب خاموش شدن بیان ژن هدف می‌شود (شکل 1).

    شکل 1- مکانیسم عمل فرآیند تداخل RNA

    منابع مختلف dsRNA جهت شروع فرآیند RNAi:

    همان‌طور که می‌دانیم حضور مولکول‌های RNA دو رشته‌ای بلند جهت شروع فرآیند تداخل RNA مهم و حیاتی می‌باشد. این مولکول‌های dsRNA از منابع ذیل و به طرق مختلف می‌توانند وارد سلول شده و فرآیند تداخل RNA را راه‌اندازی کنند:

    1-   ممکن است از روی لوکوس‌های ژنی بازآرایی شده  (Rearranged loci)رونویسی شوند.

    2-   از طریق نسخه‌برداری ژن‌های دارای پروموتورهای همگرا (Converging promoters).

    3-   توسط تزریق ترانسژن‌های با توالی تکراری معکوس (Inverted repeat transgenes)، که ابتدا در هسته‌ی سلول به صورت مولکول‌های RNA دو رشته‌ای سنجاق‌سری (hairpin dsRNA) نسخه‌برداری شده و پس از ورود به سیتوزول به dsRNA تبدیل می‌شوند.

    4-   از طریق نسخه‌برداری از روی عناصر قابل انتقال همچون ترانسپوزون‌ها که در ژنوم اکثر سلول‌های یوکاریوتی وجود دارند و می‌توانند نسخه‌هایی از ژن‌ها را برای هر دو رشته تولید کنند. این رشته‌ها به صورت سنس و آنتی‌سنس رونویسی شده و سپس به یکدیگر اتصال یافته تا مولکول dsRNA تشکیل دهند.

    5-   توسط رونویسی از روی mRNA هدف بوسیله‌ی آنزیم RdRP (RNA-dependent RNA Polymerase) میزبان یا ویروس.

    6-   بعضی از ویروس‌های حاوی RNA و حتی حاوی DNA طی مراحل تکثیرشان به طور طبیعی می‌توانند مولکول RNA دو رشته‌ای تولید ‌کنند.

    7-   می‌توان مولکول‌های dsRNA را به طور سنتتیک در خارج از سلول تولید و سپس به طرق مختلف به سلول تزریق کرد (Injection of synthetic dsRNA).

    8-   گاهی نیز طی فرآیندی به نام تداخل RNA گذرا (Transitive RNAi) توسط آنزیم RdRP که در برخی از سلول‌های گیاهی و قارچ‌ها وجود دارد، از روی mRNAهای هدف نسخه‌برداری شده و مولکول‌های siRNA ثانویه

    siRNA)  (secondary تولید می‌شوند.

    9-   تولید مولکول‌های siRNA به وسیله‌ی ورود ناقل‌های DNA همچون پلاسمید‌های باکتریایی و وکتورهای ویروسی (retrovirus and adenovirus-based systems) به درون سلول.

    سیستم‌های انتقالی و تحویل‌دهنده siRNA به درون سلول :(Transfection and delivery systems)

    از روش‌های مختلفی جهت انتقال مولکول‌های siRNA به درون سلول‌ها استفاده می‌شود. مهم‌ترین و رایج‌ترین روش‌های انتقال شامل موارد ذیل می‌باشد:

    1-   با استفاده از یکسری محلول‌های شیمیایی به نام معرف‌های آلوده‌کننده (Transfection reagents)، همچون Lipofectamine 2000، Oligofectamine، TransIT-TKO (Mirus)، Ambion’s Siport Amine and Siport.

    2-   با استفاده از روش الکتروپوراسیون (Electroporation)

    3-   تزریق به سلول با روش Microinjection

    4-   از طریق تجویز داخل وریدی کپسول‌های لیپیدی حاوی siRNA (Lipid-encapsulated siRNA)

    5-   تحویل و هدایت siRNA به سلول توسط آنتی‌بادی‌های اختصاصی نوع سلول (Antibody-directed)

    6-   با استفاده از سیستم‌های تحویل‌دهنده بر پایه فن‌آوری نانو و ذرات نانو(Nanoparticle-based siRNA delivery)

    کاربرد‌های تحقیقاتی و درمانی فرآیند تداخل RNA:

    با ظهور دانش زیست‌شناسی مولکولی، عملکرد بسیاری از ژن‌ها با مطالعه فنوتیپ ژن‌های جهش‌یافته (Forward genetics) تا حدی مشخص می‌شد و سر نخی از عملکرد ژن مورد نظر به دست می‌آمد. اما با اختراع پروژه‌های تعیین توالی در مقیاس گسترده، هزاران ژن در موجودات گوناگون بدون اینکه عملکردشان مشخص باشد شناسایی شدند. امروزه با استفاده از دانش ژنتیک معکوس، که در حال حاضر کارآمدترین روش ارزیابی نقش و عملکرد ژن‌ها می‌باشد، عملکرد بسیاری از ژن‌های تعیین توالی شده، مشخص شده است. چندین روش مولکولی که در ژنتیک معکوس جهت هدف قرار دادن ژن‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند عبارتند از: روش نوترکیبی همسان (Homologous recombination) که روشی وقت‌گیر و گران است، استفاده از الیگونوکلئوتیدهای آنتی‌سنس (antisense oligonucleotides) و فن‌آوری رایبوزیم (Ribozyme technology). این روش‌ها علیرغم اینکه در دانش ژنتیک معکوس مفید بوده‌اند اما دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشند. اما با ظهور فن‌آوری تداخل RNA و بکارگیری RNAهای کوچک مداخله‌گر یا همان siRNA جهت خاموش کردن بیان هر ژنی

    technonlgy) knockdown (Gene، انقلاب بزرگی در دانش ژنتیک معکوس حاصل شده است.

    بر طبق آخرین تحقیقاتی که در زمینه منشاء بسیاری از بیماری‌ها از جمله اختلالات التهابی و سرطان‌های خاص انجام گرفته‌است، اساساً اغلب این بیماری‌ها و ناهنجاری‌ها، منشاء ژنی (gene-based) دارند. برای مثال در درمان بسیاری از سرطان‌ها از جمله سرطان روده بزرگ (colon cancer)، سرطان سینه، انواع کارسینوماها، انواع لوسمی‌ها و سرطان پانکراس، با سرکوب بیان ژن و یا ژن‌های دخیل در ایجاد بدخیمی توسط فرآیند تداخل RNA، موفقیت‌هایی حاصل شده است. همچنین در درمان بسیاری از عفونت‌های ویروسی و انگلی نیز با بکارگیری سرکوب بیان ژن در سطح پس از نسخه‌براری با استفاده از مولکول‌های siRNA، از تکثیر و پیشرفت عفونت جلوگیری به عمل آمده است. برای مثال با سرکوب ژن Vif که یک ژن تنظیمی در ویروس HIV-1 می‌باشد، از همانندسازی و تکثیر ویروس ممانعت به عمل آمده است. علاوه بر این در درمان برخی از عفونت‌های باکتریایی همچون پنومونی و شوک عفونی (septic shock) نیز از این تکنیک با موفقیت‌ استفاده شده است (جدول 1).

    جدول 1- برخی از ژن‌های ویروسی که توسط siRNA مورد هدف قرار گرفته‌اند.

    کاربرد فرآیند RNAi در درمان عفونت‌های باکتریایی:

    پروکاریوت‌ها خصوصاً باکتری‌ها به دلیل اینکه اکثراً خارج سلولی‌اند و در خارج سلول تکثیر پیدا می‌کنند و فاقد مکانیسم RNAi می‌باشند، اصولاً تحت تاثیر خاموشی ژن‌ها توسط فرآیند تداخل RNA قرار نمی‌گیرند. اما این امکان وجود دارد که بتوان با سرکوب بیان آن دسته از ژن‌هایی که در تحریک بیش از حد سیستم ایمنی منجر به پاسخ‌های ناخواسته می‌شوند، میزان مرگ و میر عفونت‌های باکتریایی را کاهش داد. برای مثال می‌توان با سرکوب بیان ژن‌های مسئول در تولید سایتوکین‌های پیش‌التهابی و التهابیcytokines)  (pro-inflammatory and inflammatory، همچون IL-1 و TNF-α که در ایجاد شوک عفونی نقش بسزایی دارند، پاسخ ایمنی میزبان را کنترل کرد بدون اینکه در توسعه‌ی پاسخ ایمنی حفاظتی خللی ایجاد شود. در مطالعه‌ای که در سال 2006 توسط Yanagihara و همکاران‌اش در ژاپن انجام شد این محققان توانستند با استفاده از مولکول‌های اختصاصی siRNA تا حدود زیادی موجب سرکوب بیان ژن مسئول در تولید آنزیم کوآگولاز استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌سیلین (MRSA) شده و قدرت آسیب‌زایی این باکتری را در یک مدل موشی عفونت ریوی به شدت کاهش دهند.

    در خاتمه بایستی اذعان کرد که علاوه بر کاربردهای دیگر فرآیند تداخل RNA در جنبه‌های مختلف تحقیقات پایه از جمله ژنومیک عملکردی (Functional genomics) و تایید اهداف دارویی جدید (Drug target validation)، فن‌آوری سرکوب بیان ژن توسط siRNA می‌تواند به عنوان یک گزینه درمانی کارآمد جهت پیشگیری و مهار پروسه‌های بیماری‌زایی عفونت‌های میکروبی خصوصاً عوامل بیماری‌زای مقاوم به چند دارو مورد توجه روز افزون قرار گیرد.



     

  • + نوشته شده در ساعت توسط |

     باکتری ها دمای محیط را اندازه گیری می کنند!

    دنیای باکتری ها دنیایی پیشرفته و سرشار از نادانسته ها می باشد که هر روز برگ جدیدی از اسرار آن به روی محققین گشوده می شود. تا پیش از این مطالعات فراوانی برروی مکانیسم های انطباق باکتری ها با محیط انجام شده است که باعث کشف مکانیسمهای مختلفی همچون کروم سنسینگ و مکانیسم های تشکیل بیوفیلم باکتریایی شده است. تاکنون مطالعات متعدد وجود رسپتورهای سطحی دریافت کننده  سیگنال های محیطی در باکتری ها شناخته شده است. از این سیستم ها می توان به رسپتورهای مشخص کننده دانسیته محیط، pH محیط و وجود مواد غذائی در محیط اشاره نمود اما تا حال مکانیسمی برای تعیین دمای محیط اطراف در باکتری ها شناسائی نشده بود. در مطالعات اخیر بر روی باکتری باسیلوس سوبیتیلیس محققین پی به وجود پروتئین های برامده ای بردند که در سطح خارجی غشاء سلولی قرار دارند که با کاهش دمای محیط اطراف شروع به ارسال سیگنال می کند.

    دانشمندان سابق بر این نیز از وجود پروتئین های سطحی مشابهی اطلاع داشتند که به پروتئین های transmembrane یا بین غشائی معروف بودند و به عنوان سنسورهای محیطی باکتری شناخته می شدند و باکتری را از شرایط محیطی که در آن قرار دارند مطلع می کنند. اغلب سلول های زنده قابلیت پاسخ به محرک های محیطی را دارند حوادثی که باعث پاسخ می شوند هنگامی اتفاق می افتد که این پروتئین های بین غشائی به مواد شیمیائی خارج سلولی متصل شوند. درواقع باسیلوس سوبیتیلیس اولین باکتری است که گیرنده های دمای محیطی در آن شناسائی می شود اما بطور حتم در سایر باکتری ها اشکال توسعه یافته تر این گیرنده ها وجود دارند. پروتئین DesK(دِس-کای( نام پروتئینی است که در این باکتری شناسائی شده است. مطالعات نشان می دهد درصورت روبرو شدن باکتری با دمای پائین پروتئین DesK باعث تولید پروتئین های خاص دیگری می شود که باعث مقاومت باکتری در برابر این کاهش دما می شود. بدون این مواد محافظ اسیدهای چرب دیواره سلول بسیار سفت و شکننده می شوند. درواقع گروه تحقیقاتی متوجه شدند انتهای پروتئین DesK دارای نوک بسیار حساسی می باشد که هرگونه تغییرات دمائی را احساس می کند. تا هنگامی که انتهای پروتئین DesK در بیرون باکتری در برخورد با ملکول های آب باشد همچنان بصورت خاموش باقی می ماند، با کاهش دما و سفت شدن دیواره سلولی غشاء نیز ضخیم تر می شود و با ضخیم تر شدن دیواره، انتهای حساس پروتئین سنسور توسط غشاء احاطه می شود و باعث قطع برخورد انتهای حساس پروتئین با آب می شود که باعث فعال شدن پروتئین DesK می شود و باعث ارسال سیگنال هائی می شود که منجر به آزادسازی مواد شیمیائی مسئول حفاظت در شرایط سرمائی می شود. این مسیر که توسط محققین این پروژه به مکانیسم قلاب شناور دفن شده (buried buoy trigger) نام گذاری شده است توسط دکتر فرناندز پیشنهاد و توسط تیم تحقیقاتی در آرژانتین مورد بررسی قرار گرفت. گروه تحقیقاتی پس از مطالعات بر روی پروتئین نوترکیب DesK کوتاه تر یا بلندتر این مکانیسم پوشیده شدن نوک حساس توسط غشاء را مورد تایید قرار گرفت. مطالعات بیشتر و وسیع تر برای شناسائی مکانیسم های باکتریایی تطابق با محیط مورد نیاز است تا دانش ما از تحولات میکروسکوپی افزایش یابد. 

    آشنائی با سل

    سِلّ واژه‌ای عربی است و در زبان فارسی برای یک بیماری واگیردار از این واژه سود برده می‌‌شود.در زبان پهلوی به این بیماری xwarišnih می‌‌گفتند که برابر با بیماری ای بود که سبب تحلیل رفتن آدمی می‌‌شود و برابر پارسی اش خورِشی می‌‌باشد.باسیل این بیماری به میکوباکتریوم توبرکلوزیس یا باسیل کخ شناخته شده است زیرا که در سال ۱۸۸۲ (میلادی) پرفسور رابرت کخ دانشمند آلمانی آن را یافت. نوعی از این بیماری که به سل گاوی موسوم است ،میان انسان و چهارپایان مشترک است.

     

    این بیماری در کشورهای جهان سوم از معضلات بهداشتی میباشد و در مناطقی از کشور ما نیز شیوع آن کم نیست و برنامه مبارزه مناسبی را می‌طلبد.

    فهرست مندرجات:
    ۱ راه های ابتلا
    ۲ علایم بالینی
    ۳ عارضه‌های بیماری
    ۴ روشهای تشخیص
    ۵ درمان
    ۶ پیشگیری


    راه های ابتلا:
    اصلی ترین راه ابتلا و استنشاق ترشحات یا غبار آلوده به باسیل سل می‌باشد که معمولا ناشی از تماس با بیمار سلی درمان نشده می‌باشد. ولی سل گاوی می‌تواند از طریق مصرف لبنیات آلوده و غیر پاستوریزه نیز انسان را آلوده نماید.


    علایم بالینی:
    سل اولیه معمولاً بی نشانه است و در جریان معاینه معاشران بیماران سلی کشف می‌شود. نشانه های بیماری عبارتند از سرفه ( معمولا خشک)، تب ، کم اشتهایی و در کودکان نارسایی رشد. نشانی های شدیدتر بیماری ممکن است شامل حملات سرفه ، دیده شدن خون در خلط باشد. سل ممکن است بحز ریه اعضای مختلفی از بدن را گرفتار کند که این اعضا میتواند شامل غدد لنفاوی ، استخوان و مفاصل ، ستون مهره ها، دستگاه ادراری تناسلی ، شکم و روده ، پریکارد قلب باشد که بسته به ناحیه گرفتار علایم خاص خود را خواهد داشت.


    عارضه‌های بیماری:
    بسته به دستگاه درگیر و مدت درگیری سل میتواند منجر به پلورزی(جمع شدن مایع در فضای جنب)، آمپیم( پلورزی چرکی سلی)، هموپتزی (خونریزی رخمهای مخاط برونش ) که معمولاً جزیی است ولی میتواند به خونریزی کشنده نیز منجر شود.خنازیر یا لنفادنیت گردن ( تورم گره های لنفاوی که ممکن است با ترشح نیز همراه شود . تخریب کلیه ها ؛ اختلال های باروری در گرفتاری اندامها تناسلی ، شکستگی مهره ها و .... شود


    روشهای تشخیص:
    آزمون توبرکولین
    کشت خلط
    رادیوگرافی سینه
    نمونه برداری بافتی

    درمان:
    مصرف داروهای ضد سل راه اصلی درمان این بیماری میباشد.دوره درمان و تعداد داروی مورد مصرف بسته به شدت بیماری و قسمتهای درگیر بدن متفاوت است ولی بطور متوسط بین شش ماه تا یک سال میباشد.آلودگی همزمان به بیماری ایدز میتواند درمان بیماری را بسیار مشکل کند.درمان انواع مقاوم به درمان باسیل سل از چالشهای پزشکی است.در گذشته تنها راه های درمانی استراحت در جاهای خوش آب و هوا و در زیر نور خورشید،نیروبخشی جسمانی،دوری از کارهای سخت و رنجاور،ورزش سبک،گردش و شادی و خوش گذرانی و دوری از غم و اندوه،خوردن خوارکهای سودمند و نیروبخش بود.


    پیشگیری:
    اصلی ترین راه مبارزه با این بیماری شناسایی افراد مبتلا و درمان آنها با داروهای ضد سل میباشد.
    شناسایی افراد آلوده که به هنوز به سل مبتلا نشده اند .
    واکسیناسیون توسط واکسن ب ث ژ
    ارتقاء آموزشهای بهداشتی و سطح اقتصادی فرهنگی در جامعه موجب کاهش بیماری میگردد.
    مبارزه با بیماری ایدز این بیماری موجب شیوع موج جدید از بیماری سل گردیده است.

     به نقل از دانشنامه آزاد ويكي پديا

    Active Motif, Inc

    باکتری ها چگونه با هم صحبت می

     کنند؟

     زبان ارتباط در دنیای میکروسکوپی

     

    مقدمه:

    رشد سریع دانسته های ما از دنیای میکروسکوپی و ابعاد پیچیده حیات پرده از واقعیاتی بر می دارد که باعث حیرت هر محقق و علاقه مندی می شود، در آنجا که خداوند در قرآن  کریم انسان را به درک وجود خالقی قدرتمند  با نگاه به مخلوقاتش توصیه می کند انسان با افزایش دانسته هایش بیش از پیش به قدرت یگانه خالق هستی پی می برد، با کشف وجود دنیائی میکروسکوپی توسط رابرت هوگ چشم بشر به مخلوقاتی عجیب و شگرف گشوده شد که دریچه ای بود برای کشف عامل بسیاری از بیماری ها و رویدادهای ناشناخته. با پیشرفت علم و شناسائی فیزیولوژی حیات این موجودات میکروسکوپی روز به روز حقایقی آشکار شد که بیشتر و بیشتر باعث حیرت دانشمندان شد. با این حال باکتری ها به عنوان یکی از ساده ترین و ابتدائی ترین اشکال حیات شناخته می شوند که دارای زندگی تک سلولی می باشند و مکانیسم های تکثیر و تغذیه و ارتباطات در آنها به عنوان الگوهای اولیه و ساده شناخته می شوند، اما مطالعاتی که در دهه های اخیر صورت گرفته است مکانیسم های پیچیده و جالبی را در باکتری ها شناسائی نموده اند که مشابه موجودات پر سلولی می باشد. در مقاله ای که توسط نویسندگان مقاله در شماره پیش این مجله به چاپ رسید1 به مطالعه بیوفیلم پرداختیم که باکتری های تک سلولی مشابه یک ارگان و عضو پر سلولی عمل نموده و سیستم های هوا رسانی و آبرسانی به باکتری های مستقر در اعماق کلون را تشکیل می دادند و با مرگ باکتری های مستقر در لایه های سطحی امکان پایداری باکتری های مستقر در اعماق و عفونت پایدار و مزمن را می دادند. در این مقاله به مطالعه سیستمی می پردازیم که به تازگی در باکتری ها شناسائی شده است و امکان برقراری ارتباط و گفتگو میان باکتری ها را فراهم می نماید این سیستم امکان برقراری ارتباط داخل گونه ای و همچنین ارتباط بین گونه ای را در باکتری ها فراهم می نماید، این سیستم که سیستم کوروم سنسینگ (Quorum sensing) نامیده می شود در تشکیل بیوفیلم، در شرایط کمبود مواد غذائی، در شرایط استرس محیطی مثل مواد ضد عفونی کننده، آنتی بیوتیک ها، در چگونگی استقرار باکتری ها، شناسائی گونه های مزاحم موجود در محیط، در استقرار فلور نرمال در روده و جلوگیری از استقرار فلور مضر در روده و ... نقش دارد. از دلایل اهمیت مطالعه این سیستم مطالعه مکانیسم و شناسائی فاکتورهای دخیل در آن می باشد تا بتوان با تولید آنتاگونیسم های این فاکتورها این ارتباطات را مهار نمود و مانع تشکیل بیوفیلم و گسترش مقاومت آنتی بیوتیکی و بروز عفونت های مزمن و مقاوم به درمان شد.

     

    ارتباط در دنیای میکروسکوپی:

     باکتری ها غالبا بصورت اجتماع زندگی می کنند و زندگی انفرادی ندارند. آنها قادرند بوسیله تولید و پاسخ به یکسری پیام ها با هم ارتباط داشته باشند. یکی از مهمترین انواع این ارتباط Quorum Sensing می باشد. این اصطلاح از دوجزء quorum به معنای "حد نصاب" و sensing به معنای "احساس" تشکیل شده است که به اختصار سیستم “g.s” نیز نامیده می شود. این سیستم در واقع یک مکانیسم سیگنالی سلول به سلول است که بوسیله آن باکتری بیان برخی ژن ها وابسته به تراکم سلولی را کنترل می کند. فرآیندی که باکتری توسط آن تراکم سلولی جمعیتش را مشخص می کند و از این اطلاعات برای تنظیم بیان ژن ها استفاده می کند، بنابراین سیستم کوروم سنسینگ یک مثال از رفتار چند سلولی در دنیای تک سلولی باکتری ها می باشد.

    در پدیده کوروم سنسینگ باکتری ملکول های شیمیائی تولید می کند که اغلب قابل انتشار بوده و وزن ملکولی کمی دارند که پس از خروج از سلول باکتری در اطراف آن تجمع می یابند به این ملکول های پیام رسان اصطلاحاٍ " Auto inducer"  یا خودالقاء­گر گفته می شود. البته فرض بر این است که تعادل پیام های شیمیائی بین ارگانیسم ها و سلول ها یک صفت شاخص در یوکاریوت ها باشد، مطالعات اخیر نشان می دهد که بسیاری از باکتری ها برای هماهنگ کردن رفتار های گروهی از ملکول های پیام رسان استفاده می کنند. هنگامی که غلظت این ملکول ها در خارج از باکتری به بیش از مقدار آستانه برسد مسیر های سیگنالی فعال می شوند و باکتری بوسیله تغییر دادن بیان ژن ها و تعدیل فرآیندهای فیزیولوژیکی در یک حالت دسته جمعی به این پیام ها پاسخ می دهند.

    ظیف وسیعی از فرآیندهای مهم در دامنه متنوعی از گونه های باکتریایی بوسیله کوروم سنسینگ تنظیم می شود که از آن جمله می توان بیولومینسانس، Swarming، Swimming، Twiching، بیوسنتز آنتی بیوتیک ها، رشد و گسترش بیوفیلم، کونژوگاسیون، اسپورولاسیون، تولید شاخص های ویرولانس و .... را نام برد.

     

     

    شکل2. کوروم سنسیگ با واسطه فاکتور های HSL و نقش آن در بیوفیلم

     

     ارتباط در دنیای گرم منفی ها: 

    شکل3. AHL، ورود به سلول، اتصال به lux R(Las R) و تاثیر بر ژنها ویرولانس

    در دهه گذشته مجموعه کوروم سنسینگ در بیش از 25 گونه از باکتری های گرم منفی شناسائی شد. اختصاصا این مجموعه حداقل دارای دو پروتئین تنظیمی lux I و lux R می باشد. پروتئین های lux I با فعالیت آنزیمی با فعالیت آنزیمی مسئول بیوسنتز یک ملکول پیام رسان خاص بنام آسیل هوموسرین لاکتون ها ( HSL یا AHL) می باشند که به این ملکول های پیام رسان خودالقاءگر گفته می شود. غلظت خودالقاءگر با افزایش جمعیت سلولی افزایش می یابد و زمانی که به یک حد آستانه رسید به داخل سلول باکتری وارد شده به یک پروتئین بنام lux R متصل می گردد، مجموعه خودالقاگر-lux R رونویسی ژن هدف را فعال می کنندف باکتری های گرم منفی با استفاده از کوروم سنسینگ بطور کارآمدی بیان ژن را با نوسانات جمعیت سلولی هماهنگ می کنندف در بین 25 گونه ای که کوروم سنسینگ در آنها بررسی شد روی سیستم lux I/R در ویبریو فیشری (V. Fisheri) ، سودوموناس آئروژنوزا، اگروباکتریوم تومیفاسینس و اروینلا کاروتورا بیشتر کار شد که این مطالعات نشان از تکامل سیستم و تطابق با شرایط خاص هر کدام از باکتری ها می باشد. در مطالعات اخیر سیستم های اختصاصی تر از lux I/R شناسائی شده اند، برای مثال در سودوموناس آئروژنوزا دو جفت  lux I/R (RL I/R و  Las I/R) (شکل .3) دیده شده که عملکرد آنه در کنترل بیان ژن های فاکتورهای ویرولانس است و مثال عای مشابه فراوان در پاتوژن های گیاهی مشاهده شده است. برای مثال در رالستونیا که پاتوژنی گیاهی است کوروم سنسینگ تولید فاکتورهای .ویرولانس مانند آنزیم های تخریب کننده دیواره سلولی گیاه را کنترل می کند

    درواقع بیشتر مطالعات در باب کووم سنسینگ بر روی خاصیت بیولومینسانس در ویبریو فیشری صورت گرفته است. این باکتری بصورت همزیست با یوکاریوت ها زندگی می کند، در این همزیستی میزبان یوکاریوتی برای باکتری یک محیط مغذی غنی ایجاد می کند و درمقابل باکتری برای یوکاریوت نور ایجاد می کند، مثلا در ماهی خاصی این نور برای کشش جفت استفاده می شود و یا دفع صیاد و جذب صید استفاده می شود. دو پروتئین تنظیمی lux I و lux R سیستم کروم سنسینگ را در این باکتری تشکیل می دهند که lux I یک آنزیم سنتتاز است که خودالقاگر HSL را سنتز می کند.

    مطالعات در همولوگ های lux I و lux R در باکتری های مختلف نشان از سیستم و عملکردی مشابه می دهد. lux I با تولید باعث القاء lux R می شود که این پروتئین به توالی های خاصی از پروموتر DNA متصل می شود که به جعبه لوکس "lux Box" مشهور است که در ناحیه -40 از محل شروع رونویسی یک ژن هدف قرار دارد که باعث فعال شدن وبیان ژن خاصی و درک در باکتری هدف می شود.

     ژن های زیادی در باکتری سودوموناس آئروژنوزا توسط کوروم سنسینگ کنترل و بیان می شوند که حتی در بیماری زائی این باکتری نقش دارند که می توان به ژن های پروتئاز های قلیائی، پیوسیانین، پیووردین، سیانید، لیپاز، حرکت تویتچینگ، آزوردین، آلژینات، کیتیناز، کاتالاز، سوپراکسیددسموتاز، las A، las B، ماشین انتقالی XCP و بسیاری فاکتورهای دیگر باکتریائی توسط سیستم کوروم سنسینگ کنترل می شود و در صورت دریافت سیگنال از باکتری های دیگر فعال شده و تولید می شوند که این فعال شدن به شرایط محیط و استرس های محیطی ارتباط دارد.

    از نکات جالب اثر مستقیم برخی آنتی بیوتیک ها در  فعالیت کوروم سنسینگ می باشد برای مثال در مطالعهای نشان داده شد که ازیترومایسین در درمان سودوموناس آئروژنوزا با تولید الاستاز و افزایش بیان las R و las I تداخل نموده و باعث تسریع بهبوی بیماران شده است.

     

    ارتباط در دنیای گرم مثبت ها:

    باکتری های گرم مثبت نیز فرآیندهای متنوعی را در پاسخ به افزایش تراکم سلولی و جهت ارتباط استفاده می کنند، اما برخلاف باکتری های گرم منفی از سیستم HSL استفاده نمی نمایند بلکه این باکتری ها از "پپتید های ترشحی " به عنوان خودالقاگر در کوروم سنسینگ استفاده می کنند، بطورکلی پپتیدها به کمک مکانیسم انتقالی ABC ترشح می شوند، این باکتری ها از پروتئین های دو جزئی برای شناسائی خودالقاگر استفاده می کنند، مکانیسم پیام رسانی ، آبشار فسفریلاسیون/دفسفریلاسیون می باشد.

    از سیستم های مشهور برقراری ارتباط در باکتری های گرم مثبت می توان به سیستم ایجاد استعداد com E/com D در استرپتوکوک پنومونیه اشاره نمود. که باکتری گیرنده برای دریافت DNA خارجی مستعد می شود. این وضعیت استعداد موقتی بوده و فقط در فاز لگاریتمی اتفاق می افتد و باکتری در طی آن DNA را بدون توجه به توالی آن و گونه تولید کننده آن جذب می کند.

    از سیستم های مشهور دیگر در باکتری های گرم مثبت می توان به سیستم Agr A/Agr C در استافیلوکوک اشاره نمود که در بیماریزایی این باکتری نقش مهمی را ایفاء می نماید!

    سیستم ویرولانس ،Tra R/Tra I در اگروباکتریوم تومی­فاسینس که پاتوژنی گیاهی است و سیستم پیام رسانی هیبرید در ویبریو هاروئی از مثال های دیگر نقش کوروم سنسینگ در بیماری زائی باکتری ها می باشد.

    کوروم سنسینگ باعث ایجاد ارتباط بین گونه ای نیز می شود. برای مثال می توان به نقش کوروم سنسینگ  در انتقال بیماری زائی بین اشرشیا کلی، سالمونلا و شیگلا توسط سیستم A1-2 اشاره نمود.

    از مهمترین نقش های این سیستم های ارتباطی تشکیل بیوفیلم می باشد، این سیستم های ارتباطی باعث انتقال آب و مواد غذائی و هشدارهای استرس های محیطی و ..... می باشد، نقش کوروم سنسینگ در تشکیل بیوفیلم به تفصیل در مقاله ای که نویسندگان در همین مجله چاپ نمودند توضیح داده شد.

    استراتژی های درمانی نوینی برای مهار این ارتباط های بین باکتریایی برای مهار باکتریهای بیماریزا و جلوگیری از تشکیل بیوفیلم در دست مطالعه می باشد که دریچه ای نوین برای درمان عفونت ها می باشد.

    + نوشته شده در ساعت توسط |

     کورینه باکتریوم دیفتریه

     

    معرفی:

    دیفتری یک عفونت باکتریایی جدی است که اغلب غشاء مخاطی بینی و گلو را درگیر می کند و بیماری منجر به گلو درد شدید، تب، تورم غدد لنفاوی و ضعف می گردد. اما شاه علامت تشخیصی وجود یک غشاء خاکستری ضخیم برروی گلو است که تنفس را مشکل می سازد. همچنین دیفتری  ممکن است پوست را درگیر نماید. سالها پیش دیفتری یکی از عوامل مرگ در کودکان بود. امروزه به علت واکسیناسیون در سراسر جهان بیماری دیفتری به ندرت در ایالات متحده و کشورهای پیشرفته بروز می نماید. در مراحل پیشرفته بیماری دیفتری به قلب، کلیه ها و سیستم عصبی صدمه می رساند. نزدیک به یک دهم از افرادی که به بیماری دیفتری مبتلا می شوند می میرند.

    تاريخچه
    بقراط 5 قرن قبل از ميلاد علائمي ازبيماري كه احتمالا ديفتري بوده است را شرح داده است كلبس در سال 1883 ارگانيسم مسبب اين بيماري را در گستره تهيه شده از غشاء لوزه بيمار مبتلا به ديفتري پيدا كرد و مشخصات آنرا شرح داد. يكسال بعد لفلر توانست ارگانيسم ديفتري را بر روي محيط مناسب كشت دهد. درسال 1888 روكس و يرسين مايع حاصل از صافي محيط كشت باسيل ديفتري را به حيوانات تزريق و باتوجه به علائم ايجاد شده به وجود توكسين ميكروب پي بردند. بهرينگ آنتي توكسين ديفتري را ازخون خوكچه هندي كه قبلا به او مايع صاف شده و غير فعال حاصل از محيط كشت ديفتري تزريق شده بود بدست آورد.
    درسال 1907 ايمن سازي فعال برعليه ديفتري بوسيله اسميت شروع شد. درسال 1913شيك آزمون جلدي را ابداع نمود. در سال 1920 رامون با حرارت دادن و اضافه كردن فرمالين به سم ديفتري توكسوئيدي ايجاد كرد  كه بعداً جهت واكسيناسيون بكار رفت .

    كورينه باكتريوم ديفتريه باسيل چند شكلي است كه در محيط لفلر رشد مي‌كند. رنگ كلني‌هاي باسيل بر روي محيط لفلر سفيد مايل به خاكستري است روي محيط سه نوع كلني ممكن است مشخص شود.
    نوع انترميديوس شايعترين نوعي است كه ديده مي شود كه در 99 درصد  موارد توليد كننده توكسين است  در درجه بعد شكل مي تيس مي باشد كه در 33 درصد موارد توليد كننده سم است نوع گراويس شيوع كمتري دارد . باسيل ديفتري ارگانيسم زياد مهاجمي نبوده بلكه قدرت بيماري زايي آن ناشي از سمي است كه توليد مي‌كند. التهاب موضعي با مواد ناشي از نكروز نسج و توده باكتري غشاء ديفتري را ايجاد مي‌نمايد. غشاء حاصل ممكن است بعلت وجود گلبولهاي قرمز رنگ تيره و يا خاكستري پيداكند. ادم بافتهاي نرم اطراف ممكن است به تورم گردن منجر شود .پيشرفت غشاء كاذب و افزايش ادم گاهي بعلت انسداد حنجره و يا ناي مشكلات تنفسي ايجاد مي‌نمايد.

    علائم ونشانه ها

    Ø    گلو درد و خشونت صدا

    Ø     بلع دردناک

    Ø    غدد متورم (بزرگی غدد لنفاوی) دور گردن

    Ø    غشاء ضخیم خاکستری روی گلو و لوزه ها

    Ø     تنفس مشکل و سریع

    Ø     ترشحات بینی

    Ø     تب و لرز

    Ø    بی حال

     علائم و نشانه های بیماری دو تا پنج روز پس از آلودگی نمایان می شوند ولی ممکن است تا 10 روز بعد نیز به طول بینجامد.

    در مراحل اولیه ممکن است بیماری با گلودرد ویروسی اشتباه شود. علائم اولیه دیگر عبارتند از :
    یک تب خفیف و غدد متورم در گردن. باکتری مولد بیماری به غشاء موکوس بینی و گلو حمله کرده و لوزه ها را با یک غشاء می پوشاند. گلو متورم و ملتهب می گردد. ممکن است التهاب به طنابهای صوتی و حنجره انتشار یافته و با تورم گلو، مجاری هوایی را تنگ نماید
    .

      شاه علامت

      باکتری سمی تولید می نماید که منجر به ایجاد یک غشاء خاکستری ضخیم در بینی ، گلو یا مجاری هوایی می گردد و این یک نشانه دیفتری است که بیماری را متمایز می نماید. این غشاء اغلب خاکستری کثیف یا سیاه بوده و منجر به مشکل تنفسی و تورم دردناک گلو می شود. در مراحل پیشرفته، فرد مبتلا به دیفتری ممکن است، مشکلات تنفسی شدید و علائمی از تنفس مختل نظیر تنفس سریع ، یک ضربان قلب تند ، پوست رنگ پریده را تجربه نماید.

     برخی افراد آلوده به باکتری مولد دیفتری تنها بیماری خفیفی را نشان داده و هیچ علامت یا نشانه ای از بیماری را تجربه نمی کنند. آنها حاملین بیماری هستند، زیرا ممکن است منجر به سرایت بیماری به دیگران شوند بدون این که علامت یا نشانه ای از بیماری را در خودشان نشان دهند.

     دیفتری پوستی  

      دیفتری به دو شکل رخ می دهد. یک نوع باعث درگیری غشاء های مخاطی بینی و گلو و نوع دیگر پوست را درگیر می نماید.   یک زخم آلوده به باکتری معمولاً قرمز ، دردناک و متورم است . یک زخم آلوده با باکتری دیفتری همچنین ممکن است با مواد خاکستری و کثیف پوشیده شود. اگر چه این بیماری در شرایط آب و هوایی گرمسیری شایع است، دیفتری پوستی در آمریکا و به ویژه بین افرادی با وضعیت بهداشتی ضعیف که د رمناطق شیوع زندگی می کنند نیز بروز می کند.   در موارد بسیار نادری دیفتری چشم را درگیر می نماید.

      علل 

    عامل بیماری باکتری کرینه باکتریوم دیفتریه می باشد. اغلب باکتری در سطح غشاء مخاطی گلو تکثیر یافته و منجر به التهاب این ناحیه می گردد. برخی گونه های این باکتری تولید سمی
    می نمایند که به قلب ، مغز و اعصاب آسیب می رساند.

      فرد از طریق استنشاق قطرات معلق در هوا به بیماری مبتلا می شود. دیفتری از طرق ذیل از فرد مبتلا به دیگران انتقال می یابد.

    Ø عطسه و سرفه به خصوص در موقعیت های شیوع

    Ø لوازم شخصی آلوده نظیر لیوان آب که توسط فرد آلوده استفاده می شوند.

    Ø لوازم خانگی آلوده نظیر حوله فرد مبتلا

    Ø تماس با یک زخم آلوده به باکتری دیفتری

      افراد آلوده به بیماری و کسانی که درمان نشده اند طی بیش از 6 هفته می توانند عفونت را به دیگران منتقل نمایند، حتی اگر هیچ گونه علائمی از بیماری را نشان ندهند.

      عوامل خطر 

    Ø کودکان کمتر از 5 سال و بالغین بالای 60 سال

    Ø زندگی در مناطق شلوغ و کثیف

    Ø سوء تغذیه

    Ø کودکان و بالغین غیر ایمن در برابر بیماری

    Ø افرادی با سیستم ایمنی تضعیف شده.

     دیفتری هنوز در کشورهای پیشرفته معمول است، به طور مثال اپیدمی بزرگ دیفتری در سال
     1990 میلادی باعث 5000 مرگ در روسیه شد. بیشتر موارد بیماری در افرادی رخ می دهد که واکسیناسیون ناکامل داشته اند.

    غربالگری و تشخیص 

    در کودکی بیمار که از گلو درد رنج می برد و لوزه و گلو با یک غشاء خاکستری پوشیده
    شده است باید به بیماری دیفتری شک کرد . با نمونه گیری از غشاء خاکستری و ارسال آن جهت کشت آزمایشگاهی می توان تشخیص دیفتری را تائید کرد.  با ارسال یک نمونه بافتی از زخم  آلوده و انجام تست های آزمایشگاهی نوع دیفتری درگیر کننده پوست تعیین می گردد.    در صورت شک به دیفتری درمان حتی قبل از مشخص شدن نتایج آزمایش ها باید فوراً آغاز گردد.

     عوارض بیماری

    -     مشکلات تنفسی : سم تولیدی توسط باکتری منجر به صدمات بافتی در ناحیه عفونت، بینی و گلو می شود. این عفونت موضعی ایجاد یک غشاء کثیف خاکستری رنگ، حاوی سلول های مرده باکتری و مواد دیگر برروی غشاء مخاطی بینی و گلو می نماید. این غشاء از طریق انسداد تنفسی  عواقب خطرناک دارد.

    -     صدمات قلبی : سم باکتری از طریق خون به دیگر بافت های بدن نظیر عضلات قلبی آسیب می رساند. یکی از عوارض بیماری التهاب عضلات قلب می باشد. علائم و نشانه های این عارضه شامل تب، درد قفسه سینه، درد مفاصل و افزایش غیر طبیعی ضربان قلب می باشد. صدمات عضلات قلبی ممکن است خفیف و یا شدید باشند. موارد شدید منجر به نارسایی احتقانی قلب و مرگ ناگهانی می شود.

    -   صدمات کلیوی : سم دیفتری کلیه ها را درگیر نمونه و توانایی تصفیه خون را در
    کلیه ها کاهش می دهد.

    -    صدمات عصبی : سم به اعصاب و به خصوص اعصاب گلو آسیب رسانده، در نتیجه بلع مشکل می شود. اعصاب بازوها و پاها ممکن است ملتهب شوند. و منجر به ضعف گردند.

      در موارد شدید اعصاب عضلات تنفسی آسیب دیده و تنفس را مشکل می سازند. با درمان به موقع، اغلب مبتلایان به عوارض مبتلا نمی شوند اما بهبود به آهستگی صورت
    می گیرد. دیفتری در یک مورد از هر 10 مورد کشنده می باشد.

     درمان

      ضد سم  :

    بعد از اثبات بیماری دیفتری کودک یا فرد بالغ آلوده یک ضد سم اختصاصی دریافت می نماید. این ضد سم دیفتری،سموم موجود در گردش خون را خنثی می نماید. ضد سم به صورت داخل وریدی یا عضلانی تجویز می شود اما ابتدا باید تست حساسیت پوستی انجام شود، تا از عدم حساسیت فرد به ضد سم مطمئن گشت. فرد حساس به ضد سم ابتدا باید نسبت به ضد سم غیر حساس شود. برای حصول این عمل ابتداد دوز کم تجویز و سپس به صورت تدریجی دوز را افزایش می دهیم.

     آنتی بیوتیک

     در درمان دیفتری، آنتی بیوتیک  هایی نظیر پنی سیلین یا اریترومایسین کاربرد دارند. آنتی بیوتیک زمان مسری بودن بیماری را کاهش می دهد . کودکان و بالغین مبتلا به بیماری اغلب جهت درمان نیازمند بستری در بیمارستان می باشند. فرد مبتلا به بیماری دیفتری باید در بخش مراقبتهای ویژه ایزوله شود.پزشک جهت جلوگیری از انسداد تنفسی مقداری از غشاء خاکستری و ضخیم موجود در گلو را خارج می نماید. دیگر عوارض دیفتری نیز  نیاز به درمان دارند. یکی از عوارض التهاب عضلات قلب می باشد. درموارد پیشرفته بیماری، تا زمان بهبود کامل فرد نیازمند حمایت تنفسی می باشد.

     درمانهای پیشگیری کننده

     در صورت تماس با فرد آلوده به دیفتری جهت آزمایش و درمان احتمالی به پزشک مراجعه نماید. پزشک ممکن است جهت پیشگیری از عفونت، آنتی بیوتیک تجویز نماید. همچنین فرد آلوده باید یک دوز یادآور واکسن دیفتری دریافت نماید. همچنین پزشک ناقلین بیماری را توسط آنتی بویتیک درمان می نماید.

      پیشگیری 

    قبل از کشف آنتی بیوتیک، دیفتری یک بیماری شایع در اطفال بود. امروزه بیماری از طریق تزریق واکسن علاوه بر درمان پذیری قابل پیشگیری نیز می باشد. واکسن دیفتری اغلب همراه با واکسن کزاز و سیاه سرفه  می باشد و به عنوان واکسنDPT  شناخته می شود. آخرین نوع این واکسن نوع Dtap می باشد. این واکسن یکی از واکسن هایی است که تجویز آن در آغاز دوران شیرخوارگی توصیه می شود.این واکسن شامل 5 مرحله تزریقی در بازو و ران می باشد. این واکسن در  سن 2 ماهگی، 4 ماهگی، 6 ماهگی، 18-15 ماهگی و 6-4 سال تزریق می گردد. واکسن دیفتری در پیشگیری بسیار مؤثر است. اما ممکن است دارای یک سری عوارض جانبی باشد. این عوارض عبارتند از : یک تب خفیف ، گیجی، درد در محل تزریق واکسن. ندرتاً واکسن DPT منجر به عوارض جدی نظیر واکنش آلرژیک ، سرع یا شوک در کودکان
    می گرددکه همگی قابل درمان می باشند.  برخی کودکان نظیر کودکان مبتلا به اختلالات مغزی پیشرفته کاندید مناسبی برای دریافت واکسن
    DPT نیستند.

     دوزهای یادآور

    بعد از تزریق دوزهای اولیه واکسن در دوران کودکی جهت حفظ ایمنی در برابر بیماری نیاز به تجویز دوز یادآور واکسن می باشد، این بدین دلیل است که ایمنی نسبت به دیفتری با گذشت زمان کاهش می یابد. تجویز اولین دوز یادآور حوالی سن 12 سالگی صورت می گیرد و سپس هر 10 سال تکرار
    می شود ، به خصوص هنگامی که شما مقصد مسافرت به نواحی آلوده به بیماری را دارید. دوز یادآور واکسن دیفتری همراه با دوز یادآور واکسن کزاز تجویز می شود. واکسن کزاز _ دیفتری
    Td در بازو و ران تزریق می شود.  طبق توصیه پزشکان افراد بالاتر از 7 سال که واکسن دیفتری دریافت نکرده اند، باید سه دوز واکسن Td دریافت نمایند.

    مراقبت شخصی

    بهبود دیفتری نیازمند یک استراحت طولانی مدت می باشد و تا زمان بهبودی کامل یا 6 هفته باید استراحت نمایند. در صورت درگیری قلبی، استراحت یک جزء مهم درمانی می باشد. قرنطینه کردن بیمار در جلوگیری از انتشار بیماری بسیار مهم و مؤثر است. همچنین شستن دست افراد خانواده نیز به جلوگیری از انتشار بیماری کمک می نماید. به علت همراهی بلعیدن دردناک با بیماری، بیمار باید با غذاهای نرم و مایعات تغذیه شود.  بعد از بهبودی بیمار، جهت جلوگیری از عود یک دوره کامل واکسیناسیون دیفتری نیاز
    می باشد. ابتلا به دیفتری،  ایمنی در تمام عمر ایجاد نمی کند. در صورت عدم واکسیناسیون کامل شما ممکن است بیش از یک بار به دیفتری مبتلا شوید.

    مکانیسم سم:

     توکسین دیفتری عامل اصلی بیماریزائی و تقریبا مسئول تمامی آسیب های بافتی است. اگزوتکسینی قوی است که فقط در باسیل هائی که با باکتریوفاژ آلوده شده اند تولید می شود. ژن مسئول تولید توکسین توسط فاژ معتدل حمل می شود.این فاژ ها رشد لیتیک ندارند بلکه در یک ارتباط مسالمت آمیز و یا در شکل لیزوژن با باکتری میزبان هستند. تولید توکسین به طور قابل توجهی در تحت تاثیر محیط کشت قرار می گیرد. در هنگام فاز کاهش رشد که مقدار آهن کاهش می یابد توکسین با بیشترین مقدار تولید می شود. فشار اسمزی، غلظت اسید های آمینه و PHو در دسترس بودن منابع مناسبی از کربن و نیتروژن نیز در تولید موثرند.

    توکسین در شکل پیش ساز و در اتصال به پلی زوم های غشای سنتز شده ودر شکل یک زنجیره پلی پپتیدی ترشح می شود. اما در مجاورت با آنزیم تریپسین به دو زنجیره پلی پپتیدی Aو B شکسته می شود. این دو زنجیره با یک پیوند دی سولفیدی به هم متصل می مانند. قطعه Aمسئول تاثیرات سمی و جلوگیری از سنتز پروتئین و قطعه B در اتصال توکسین به سطح سلول ها نقش دارد.

    قطعه A از طریق غیر فعال کردن فاکتور طویل کننده رشته های پروتئینی (EF-2) از سنتز پروتئین جلوگیری میکند. مکانیسم ورود در شکل 5 و مکانیسم مهار عمل فاکتور مهار کننده در شکل 6 آمده است.

    کاربرد های سم دیفتری:

     سم دیفتری علاوه بر وقفه در پروتئین سازی، اثر وقفه و جلوگیری از سنتز DNA  و RNA را نیز دارد که این اثر وقفه در سلول های سرطانی بیشتر از سلول های طبیعی است. لذا در مطالعاتی که بویژه توسط پژوهشگران آلمانی صورت گرفته است از این خصوصیت سم دیفتری بر علیه سلول های سرطانی استفاده نموده اند.

      

    اخیرا در واکسن هائی که بر علیه تومور ها تولید می شود نیز از سم مایکوباکتریوم استفاده می شود. در مطالعه اخیر گروه دکتر گنس و همکاران انجام دادند از اثر این توکسین در مهار تومور های اندوتلیالی به طور موفقی استفاده نموده اند. برای مراجعه به مشروح مقاله چاپ شده به وب سایت:

    http://www.dkfz.de/en/molimmunol/forschung/microenvironment.html

    مراجعه نمائید.

    هر روزه مطالعات جدیدی در زمینه کاربرد این سم صورت می گیرد که کاربرد های جدیدی از سم را روشن می کند. به امید روزی که این سم به عنوان ابزاری برای تسکین دردهای بشریت استفاده شود.

     

     

    تحولات واكسن  و واكسن سازي، از آغاز تا حال

     

     

    مقدمه:

    ريشه واژه واكسن بواسطه تلاش ها و يافته هاي ادوارد جنر 200 سال پيش بدين نام ناميده مي شود. وي ثابت نمود افرادي كه با ويروس آبله گاوي(L.vaccinus)  بواسطه كار خود برخورد دارند در برابر ويروس بسيار مسري و غالبا كشنده آبله انساني مصون مي شوند. اين يافته بزرگ ادوارد جنر باعث نجات جان انسان هاي زياد و متعاقب آن ريشه كني بيماري آبله انساني از روي كره زمين شد. از آن پس به تمامي محصولات پاتوژن هاي كشته شده و يا ضعيف شده كه به افراد تزريق شده و باعث ايمني بواسطه آنتي بادي يا سلول هاي T در فرد شود واكسن اطلاق مي شود. امروزه در سطح سلولي درواقع واكسن ها اپيتوپ هاي آنتي ژني غير مضري هستند كه در پاتوژن يافت مي شوند.

    انواع مكانيسم هاي واكسيناسيون مي تواند فعال باشد كه درواقع بدن بواسطه سيستم ايمني خود بدن را در برابر پاتوژن ايمن مي كند، اما در ايمني كاذب(passive) نتيجه ايمني ايجاد شده بواسطه آنتي بادي هايي مي باشد كه در انسان يا حيوان ديگر توليد شده و به بدن فرد منتقل و ايجاد يك ايمني سريع اما محدود در فرد ايجاد مي كند.

     

    انواع واكسن ها:

    • واكسن برپايه ارگانيسم كشته شده: اين نوع از واكسن با استفاده از كل پاتوژن كشته شده مي باشد كه پاتوژن را با فرمالين يا حرارت ميكشند تا بيماري زايي آن از ميان برود، اساس اين نوع واكسن برپايه استفاده از تمامي آنتي ژن هاي پاتوژن براي ايجاد يك ايمني كامل و فراگير مي باشد اما اين نوع از واكسن ها كه از ابتدايي ترين واكسن هاي طراحي شده بودند بدليل حضور برخي آنتي ژن هاي مضر در بسياري از نقاط ئنيا منسوخ شده اند، واكسن تيفوئيد و واكسن نيسريا مننژتيديس از اين گروه مي باشند. به دلايل عوارض باليني امروزه تلاش هاي فراواني براي جايگزيني اين نوع از واكسن ها مي شود.
    • واكسن ضعيف شده: اين گروه از واكسن ها با استفاده از تجديد كشت هاي مكرر و از دست دادن فاكتورهاي پاتوژنيسيته بسيار ضعيف شده و قادر به بيماريزايي نيستند اما هنوز برخي از آنتي ژن هاي ويرولانت خود را دارند. باسيل كالمت گرين از اين دست از واكسن ها مي باشد كه سويه ضعيف شده سل گاوي مي باشد اين واكسن ها نيز سرنوشتي همچون واكسن هاي كشته شده داشته اند و به تدريج از گردونه استفاده خارج مي شوند. درحال حاضر واكسن BCG به ندرت در آمريكا مورد استفاده قرار مي گيرد.
    • توكسوئيد: در برخي از بيماريها همچون ديفتري كزاز واكسن هاي توكسوئيد كاربرد وسيعي دارند. در اين باكتري ها درواقع رشد باكتري خطرزا نيست و اين پروتئين هاي توكسيك توليد شده بوسيله باكتري خطرزا مي باشد. جهت تهيه اين واكسن ها پس از استخراج توكسين توليد شده با استفاده از موادي همچون فرمالدئيد ساختار پروتئين دناتوره شده و خطر توكسيك آن از ميان مي رود اما برخي ملكول ها و اپيتوپ هاي لازم براي ايجاد ايمني پايدار را همچنان دارد و باعث توليد آنتي بادي هاي ايمني زا مي شود.
    • ملكول هاي سطحي: اين گروه از واكسن ها غالبا جهت ايمن سازي به واسطه آنتي بادي ها مي باشد در واقع با عرضه ملكول هاي سطحي آنتي بائي هاي پروتكتيو برعليه پاتوژن توليد مي شوند.واكسن هاي وسيعي برپايه اين روش طراحي شده اند از آن جمله مي توان به واكسن ضد آنفولانزا كه با استفاده از تخليص ملكول هاي هماگلوتينين سطحي تخليص شده ويروس شايع در سطح جهان اشاره نمود. در هپاتيت B ژن كد كننده ملكول سطحي HBsAg در اشرشياكلي بيان شده كه به عنوان واكسني موثر مورد استفاده قرار مي گيرد كه در واقع به عنوان يك واكسن پيش گيري كننده از سرطان كبد نيز محسوب مي شود.و يا ژن كد كننده كپسيد پاپيلوماويروس در مخمر به عنوان يك پروتئين نوتركيب توليد(Gardasil) و بطور وسيع براي پيشگيري از سرطان سرويكس  استفاده مي شود. واكسن مورد استفاده برعليه استرپتوكوك پنومونيه نيز تركيبي از 23 پلي ساكاريد سطحي سويه هاي خطرناك مي باشد.
    • ويروس هاي غيرفعال شده: اين ويروس ها همچون باكتري هاي كشته شده شامل تمام اجزاي ويروس مي باشنداما قادر به آلوده ساختن سلول ميزباني نيستند اما حاوي اپي توپ هاي اصلي ويروس مي باشند.
    • ويروس هاي ضعيف شده: در اين ويروس ها ويروس ها همچنان قادر به آلوده ساختن ميزبان مي باشند اما خطرناك نيستند، واكسن هاي سرخك، سرخچه، اوريوناز ان جمله مي باشنداز مهمترين اين گروه واكسن ها واكسن فلج اطفال مي باشد .

     

    شاهكارهاي واكسن ها:

    شايد بتوان به جرآت حذف آبله از روي كره زمين را يكي از بزرگترين شاهكارهاي علم پزشكي نام برد به نحوي كه از سال 1977 به بعد حتي يك مورد ابتلاي طبيعي به اين بيماري در دنيا گزارش نشده است فقط يك مورد كشته از آن بواسطه آلودگي آزمايشگاهي مشاهده شده است. در حال حاضر ويروس آبله فقط در آزمايشگاه هاي آمريكا و روسيه نگهداري مي شود. امروزه مباحثات فراواني براي از ميان بردن همين سويه ها نيز وجود دارد چون هيچ گونه ايمني در جمعيت جهان وجود ندارد و شيوع آن مي تواند يك كشتار واقعي را در جهان ايجاد نمايد.

    درمورد فلج اطفال نيز تلاش مشابهي درحال انجام مي باشد بنحوي كه تا حال اين بيماري از نيمكره غربي كره زمين حذف شده است و فقط مواردي از آن در آفريقا، شبه قاره هند و نواحي جنوب شرقي آسيا مشاهده شده است. جدول شماره 2 مقايسه اي از موارد بيماري پيش از آغاز برنامه هاي واكسيناسيون و پس از آن در ايالات متحده آمريكا نشان مي دهد.

     

    مشكلات پيش روي توسعه واكسن ها:

    باوجود موفقيت هاي فراوان در توليد واكسن ها اما همچنان بيماري هاي شايعي وجود دارند كه موفقيت چنداني در طراحي واكسن براي آنها بدست نيامده است. از آن جمله مي توان به مالاريا يا ويروس سندرم نقص ايمني(HIV) اشاره نمود. يكي از دلايل بروز اين مشكل توسعه نامتقارن ايمني ميزبان در پي واكسيناسيون مي باشد كه به دليل توليد آنتي بادي هاي محافظت كننده مي باشد درحالي كه در اين گروه از بيماري ها ايمني سلولي حياتي مي باشد.

    در واقع واكسن ها با تحريك ايمني همورال قادرند ايمني پايداري را برعليه پاتوژن هاي توكسين زا(همچون ديفتري، كزاز)، باكتري هاي خارج سلولي(پنوموكوك) و ويروس هايي كه از راه خون خود را به مقصد مي رسانند(هاري، فلج اطفال) ايجاد مي نمايند. اما در قبال ويروس ها و باكتري هاي داخل سلولي ايمني سلولي بواسطه خاصيت سايتوتوكسيك سلول هاي T مورد نياز مي باشد. براي مثال تمامي تلاش هاي اخير براي توليد واكسني برعليه HIV بدين دليل شكست خوردند كه قادر بودند به خوبي ايمني همورال را تحريك نمايند درحالي كه ايمني سلولار نقش اصلي را در مهار اين بيماري دارد، از سوي ديگر فعال شدن سيستم ايمني همورال در اين بيماران باعث خاموش شدن ايمني سلولار مي شد و همين ميزان بالاي آنتي بادي برعليه HIV باعث مرگ اين بيماران شد.

     

    نگاه نو به واكسن:

    امروزه در پي سخت گيري هايي كه در راه واكسن ها بوسيله مراكز ارائه استانداردها صورت ميگيرد ديگر روش هاي سنتي طراحي واكسن منسوخ و ناكارامد مي نمايند لذا رويكردها و روش هاي نويني براي طراحي واكسن طراحي و ارائه شده اند كه در ادامه به برخي از اين روش ها مي پردازيم:

     

    Reverse Vaccinology :

    مفهوم Reverse vaccinology  يا واكسن سازي معكوس به فرآيندي برميگردد كه طي آن ابتدا فاكتورهاي ويرولانس و اپي توپ هاي اصلي پاتوژن كه قدرت ايمني زايي دارند به عنوان كانديد واكسن معرفي مي شوند و سپس از نظر عملكرد سيستم ايمني و ايمني زائي مورد مطالعه قرار مي گيرند. اين پروسه در پي پيشرفت هاي وسيعي كه اخيرا صورت گرفته است ممكن مي نمايد بدين ترتيب كه ابتدا بايستي تمام توالي ژنومي پاتوژن مورد نظر سكانس شود سپس توسط نرم افزارهاي كامپيوتري ژن هاي كد شونده و مهم مورد شناسائي قرار مي گيرند و تعداد زيادي كانديد هاي مناسب براي توليد واكسن معرفي مي شود. پروتئين هاي مذكور تمامي كلون شده و پروتئين هاي نوتركيب توليد و در حيوان آزمايشگاهي از نظر ميزان ايمني زائي مورد بررسي قرار مي گيرند. پايه اين روش شناسائي اپي توپ هاي حياتي و اساسي پاتوژن مي باشد كه مي تواند پاسخ دلخواه ايمونولوژيك مدنظر ما را ايجاد نمايد. امروزه حجم وسيعي از اطلاعات برگرفته از سكانس پروتئيني، ساختار RNA، فانكشنال ژنوميك و پروتئوميك تمامي ياري رسان نتايج بهتر براي توليد واكسن هاي دلخواه هستند.

    حتي شناسائي اپي توپ هاي پيوسته و غير پيوسته، ميميتوپ ها و پيچش هاي نهائي پروتئين در محيط نيز مد نظر قرار گرفته و مورد پيشبيني قرار مي گيرد. شناسائي نواحي متصل شونده به MHC نيز در اين ميان حائز اهميت مي باشد.

    در حال حاضر مطالعات فراواني از اين دست درحال اقدام مي باشد بلاخص مطالعات بر روي مننگوكوك هاي گروه B كه باعث توليد واكسني درخور در اين جهت شده است. و يا درحال حاضر يكي از بزرگترين مطالعات تاريخ واكسن سازي براي توليد واكسني مناسب براي مايكوباكتريوم توبركلوزيس در حال انجام است.  مطالعاتي براي توليد واكسن براي سيفليس، مالاريا، كلاميديا، پنوموكوك، استرپتوكوك ها، پسودوموناس، بورليا، ريكتزيا و بارتونلا در حال انجام است

    از برگترين مشكلات اين روش اين است كه ساختارهاي پلي ساكاريدي كه در ايجاد ايمني بواسطه سلول T حائز اهميت هستند قابل بررسي نيستند چون سكانس ژنومي براي پلي ساكاريدها وجود ندارد، درثاني هميشه مدل حيواني مناسب براي بررسي ايمني زائي از معضلات اين روش بوده است.

     

    DNA Vaccine:

    اين تكنيك روش نويني براي توليد واكسن مي باشد بدين ترتيب كه بجاي تزريق آنتي ژن پاتوژن ، DNA كد كننده آنتي ژن به فرد تزريق مي شود. درواقع DNA در قالب يك پلاسميد تزريق مي شود كه حاوي DNA كه يك يا بيشتر از پروتئين هاي اپي توپي پاتوژن را كد مي كند. همچنين DNA حاوي پروموتوري مي باشد كه DNA را قادر مي سازد تا در سلول انساني توليد شود. گاهي DNA  مي تواند حاوي ملكول هاي تحريك كننده سيستم ايمني همچون توالي هاي CpG و توالي هائي كه باعث بيان پروتئين مدنظر ما در شبكه رتيكلوم اندوپلاسميك مي شود.

    براي ايجاد پاسخ وابسته به سلول، آنتي زن توسط سلول هاي عرضه كننده آنتي ژن(APC) همچون دندريتيك سل ها برداشته مي شودو ترجمه و به پروتئين توليد شده به پپتيدهايي تجزيه و سپس به همراه MHC كلاس 1 در سطح سلول عرضه و باعث تحريك سيستم ايمني سلولس مي شود.

    درصورتي كه سلول توسط سلول هاي ديگري همچون سلول هاي ماهيچه اي برداشته شود آنتي ژن توليد و عرضه مي شود كه توسط سلول هايي همچون سلول B برداشته و در سطح سلول به همراه MHC كلاس 2 به سلول هاي T Helper عرضه و با توليد لنفوكاين ها باعث ايجاد پاسخ ايمني همورال مي شود. مطالعات وسيعي براي توليدDNA  واكسن برعليه سل، سارس، آبله و ديگر پاتوژن هاي داخل سلولي و حتي اخيرا برعليه HIV انجام شده است كه در مرحله آزمون هاي باليني مي باشند.

     

    نتيجه گيري:

    انچه مسلم است توسعهروز افزون دانسته هاي بشر از علم بيولوژي و توسعه تكنيك هاي ژنتيكي كمكي بس شگرف به فرآيند علمي مي نمايد كه در آينده اي نزديك ديگر نام و نشاني از بيماري هاي سعب العلاج نخواهد بود. امروزه انسان پا را فراتر از مرزهاي دانسته هاي خود گذاشته و در تلاش است تا واكسن هايي بر عليه انواع سرطان ها و حتي بيماري هاي ژنتيكي بسازد.

     

     

         

    + نوشته شده در ساعت توسط |

     

    نانوباکترها

     مسافرانی فضائی! عامل بیماری های اسرار آمیز

     

     

    پس از کشف باکتری ها و ویروس ها به عنوان عوامل بسیاری از بیماری های شایع این باور که تمامی بیماری های شایع عاملی خارجی دارند قوت گرفت و تلاش ها برای یافتن عاملی برای تمام بیماری ها افزایش یافت، اما تمام این تلاش ها نیز نتوانست عاملی را برای بسیاری از بیماری های مرموز معرفی کند، لذا برخی پژوهشگران عوامل محیطی، ژنتیکی، روانی و... را به عنوان عامل این بیماری ها معرفی نمودند، شناسایی عامل بیماری های اسکراپی، کوروف کروتزفلد ژاکوب، بیماری کشنده بیخوابی خانوادگی و جنون گاوی که پریون نامیده می شوند باعث رویکردی نوین در علم بیولوژی برای شناسائی عوامل ناشناخته با تعریفی متفاوت با دانسته های بشر درمورد عوامل بیماری زا شد، اما داستان کشف نانوباکتر ها بیش از آنکه به داستان کشف پریون ها تشابه داشته باشد با افسانه های حمله موجودات فضائی و وجود حیات در سیارات دیگر مرتبط بوده است! و دانشمندان در زمان کشف این باکتری ها آنها را به عنوان نشانه های حیات در مریخ مورد مطالعه قرار دادند و در حال حاضر نیز ناسا (سازمان فضائی آمریکا) متولی اصلی تحقیق در مورد نانو باکتر ها می باشد، جذابیت موضوع آنگاه دوچندان می شود که هر روز ابعاد جدیدی از نقش این باکتری ها در بیماری های انسانی شناسایی می شود، شناسایی نقش این باکتری ها در سنگ های کلیوی، بیماری های فشار خون، بیماری های دندان، آرتریت و کاردیت ها و در ایدز این باکتری ها را به عنوان عجیب ترین یافته بیولوژی نوین معرفی می کند. در این مقاله تلاش شده است ابعادی از ماهیت و خصوصیات نانوباکترها برای علاقه مندان به علوم بیولوژی معرفی گردد تا شاید راهگشای پژوهش های آینده در این باب گردد. تاریخچه: ماجرا از آنجا شروع شد که در سال 1988 دکتر کاجاندر و دکتر سیف سیگلو در دانشگاه کیوپیو فنلاند هنگام کار بر روی کشتسلولی حاوی خون انسان و سرم تجاری جنین گاوی متوجه تشکیل مواد معدنی کربنات هیدروکسی آپاتیت توسط ارگانیزم هایی با منشا خونی شدند اما 50% اصول این کشف مغایر اصول تثبیت شده علوم میکروبیولوژی تا آن زمان بود! زمانی مسئله جالب تر شد که ابهاد حیات ارگانیزم عامل تشکیل این مواد مشخص شد، این ارگانیسم یک صدم باکتری های معمولی اندازه داشت که با آنچه که تا آنزمان درمورد میزان حد و اندازه و ارتباط آن با حیات خود تکثیر و مستقل قائل بودند منطبق نبود. مسئله بعدی درجه فعالیت متابولیکی آنها بود که 10000 برابر کندتر از باکتری های معمولی بود و اینکه این میکروارگانیسم ها بوسیله روش های مرسوم استریلیتی قابل تخریب نبود. گروه تحقیق کار خود را بر روی سرم های تجاری که جهت استفاده در کشت سلولی به بازار غرضه می شوند و نمونه های خون انسانی آغاز کردند. در ابتدا تصور می شد این ارگانیزم ها طی یک مرحله برگشت بعقب و پس نورد از باکتری های طبیعی ایجاد شده اند لذا با توجه به سابقه آلودگی محیط های کشت سلولی با استافیلوکوک اپیدرمیدیس میکروارگانیسم جدید را با این باکتری مقایسه نمودند. در طول یکسال کار مداوم با کمک متد های مختلف و با توجه به خواص منحصر به فرد مانند عبور از فیلتر های استریل، نیاز های خاص رشد، مقاومت به اشعه گاما و مقادیر مورد استفاده آنتی بیوتیک در محیط های کشت به طور کامل تفکیک شد و به عنوان نانوباکتریوم سنگوئینوم نامگذاری گردید. از سوئی مطالعات وسیع از جداسازی این باکتری از شهاب سنگ هائی در استرالیا با منشا مریخی خبر داد و بر حساسیت وجود و ماهیت این باکتری ها افزود، این باکتری تنها پروکاریوتی است که از خود فسیل بجا می گذارد که این کمک شایانی به مطالعه این باکتری می نماید، مطالعت وسیعی آغاز شد که از ارتباط این باکتری ها با بیماری های مرموزی همچون آرتریت روماتوئید، کاردیت ها، سنگ های کلیوی، … خبر می داد. جایگاه نانوباکتر در طبقه بندی باکتری ها:  براساس آنالیز های  16S rRNAوتعیین توالی ژنومی این باکتری ها آنرا در زیر گروه پروتوباکترهای آلفا-2 قرار می دهند که این گروه شامل باکتری هائی می شود که توانائی نفوذ به سلول های یوکاریوتی را دارند، این باکتری نزدیکترین ارتباط را با بروسلا، بارتنلا، تیوباسیلوس، ریزوبیا، آکروباکتریوم جنرا و فیلوباکترها دارد. بارتونلا و بروسلا بعنوان عوامل بیماریزای مهاجم سلول های پستانداران و حتی جنین با اثرات سیتوپاتیک شناخته اند که می توانند وارد ادرار شوند. این دو باکتری نیز مانند نانوباکتر می توانند اطراف خود را با مواد معدنی بپوشانند، هر سه بارتونلا، بروسلا و نانوباکتر می توانند باعث باکتریمی مزمن شوند که با سایر باکتری های شناخته شده دیگر شبیه نمی باشندف همچنین واکنش متقاطع آنتی بادی بین نانوباکتر و بارتونلا هنسله و بارتونلا کوئینتانا وجود دارد که موید ارتباط نانوباکتر با بارتونلا و بروسلا می باشد. از سوئی خصوصیت کشت سخت و زمان تکثیر طولانی آنها و خصوصیات سیتوتکسیتی آنها را می توان با بعضی مایکوباکتریوم ها مانند مایکوباکتریوم لپره مقایسه نمود.   خصوصیات عمومی و مورفولوژی باکتری: نانوباکترها دارای خواص غیرعادی و شگفت انگیزی است که شناسائی آن از طریق تکنیک های استاندارد باکتریولوژی مشکل می باشد. آنها به سختی کشت داده می شوند و کند رشد می باشند! دارای DNA غیر معمول می باشند و آنقدر کوچک هستند که توانائی جور کردن اسید نوکلئیک خود را ندارند لذا چگونگی تولید مثل آنه یک سوال است،دارای LPS و RNA می باشند. نسبت به رنگ ها غیر قابل نفوذ هستند و کوچک ترین باکتری شناخته شده دارای دیواره سلولی می باشند. قطر متوسط نانوباکتر بر اساس مطالعات میکروسکوپ الکترونی حدود mµ 0.2  (mµ0.08-0.5 ) است که حتی کوچک تر ویروس هائی همچون واکسینیا می باشد. این باکتری به حرارت و اشعه گاما  مقاوم می باشد بطوریکه از چشمه های آب گرم جداسازی شده است، کاتالاز منفی، اوره­آز منفی و کوکوئیدال می باشد. کپسول ضخیمی از جنس هیدروکسی آپاتیت دارد که باعث عدم رنگ پزیری و مقاومت به انتی بیوتیک ها می شود. زمان دوتائی شدن این باکتری در محیط کشت سلولی 1-5 روز می باشد که می تواند بصورت مجزا ویا تشکیل بیوفیلم باشد.  در 37-45 درجه در 5-10% دی اکسید کربن قادر به رشد است و در محیط های فاقد لیپوپروتئین تا سه سال با پاساژ ماهانه زنده می ماند. از خصوصیات ویژه این باکتری توانائی تشکیل کریستال های آپاتیت کربنات در pH طبیعی خون (7.4) ودر غلظت فیزیولوژیک کلسیم و فسفات می باشد. نانوباکترها و تشکیل سنگ های کلیوی: همانطور که در مقدمه اشاره گردید این باکتری از خون گاو و انسان و سرم های تجاری کشت سلولی جدا شده است . این باکتری در تمام مراحل فاز رشد خود کربنات آپاتیت را در سطح خارجی حمل می کند. مدل های قبلی فاکتور های مطرح در سنگ زائی افزایش اوره آز و یا فعالیت آلکالین فسفاتاز مهمترین عوامل بودند اما مطالعات اخیر نشان می دهد که کربنات آپاتیت می تواند بدون این فاکتور ها و در pH برابر 7.4 و در غلظت معمولی و فیزیولوژیک فسفات و کلسیم نیز تشکیل گردد. نانوباکتر ها بخاطر ماهیت ماکرومولکول های ویژه خود با توان زیاد به سرعت در محیط مایع کشت بافت و مایع فیلتراسیون گلومرولی، کلسیم و فسفات معدنی در دسترس را رسوب می دهد، این موضوع با استفاده از استرانسیوم 85 و در شرایط این ویترو باعث کلسیفیکاسیون وسیع و قابل تایید می شود. حتی اخیرا مطالعات از نقش این باکتری ها در تشکیل کربنات  فلورو آپاتیت در رسوبات در یاها خبر داده اند. براساس مجموعه چنین خواص و ویزگی هائی حدس زده می شود که نانوباکتر روند تکاملی تثبیت کلسیم و فسفات را از منابع محیطی مانند چشمه های آب گرم تا خون پستانداران طی و کسب کرده است. مطالعات از وجود یک باکتریمی مزمن از این باکتری برخی انسان ها و عموما گاوها خبر می دهند بطوریکه این باکتری در 5% نمونه های سرم انسانی که بطور اتفاقی بررسی شده است یافت گردیده است. مطالعات اخیر بیشتر و بیشتر بر نقش این باکتری در تشکیل سنگ های کلیوی تاکید دارند و این باکتری را عامل ثابت شده سنگ های کلیوی میدانند. از نکات جالب این باکتری اینکه به دلیل شرایط بی وزنی در فضا برخی از سیستم های متابولیکی تغییر می کند که باعث افزایش چشمگیر سنگ های کلیوی در سفر های فضائی برای مسافران فضائی می شود و امروزه بررسی خون فضانوردان از نظر عفونت با نانوباکترها تاکید می شود. نقش نانوباکتر ها در  کاردیت ها: در پی شناسائی نقش این باکتری ها در سنگ های کلیوی تلاش برای شناسائی این باکتری در بیماری های مشابه آغاز شد که بر روی نمونه های متفاوتی همچون پلاک های کاروتید، آنوریسم های کلسیفیه انسانی، دریچه های قلبی و دریچه دو راسی آئورتیک  بوسیله روشهای میکروسکوپ الکترونی و ژنومی از نقش نانوباکتر ها در کلسیفیکاسیون و تخریب دریچه های قلبی خبر می داد، همانگونه که در شکل 4 مشاهده می شود این باکتری ها در ایجاد تدریجی کلسیفیکاسیون نقش دارند. نانو باکتر ها و بیماری های دیگر: برای اولین بار نانوباکترها در سنگ های دندانی مورد بررسی قرار گرفت. مالاکوپلاکیا یک بیماری التهابی مزمن با عامل ناشناخته در محدوده مشخص از غشاء نرم اعضای توخالی مانند میزنای و مجاری ادراری می باشد که حتی می تواند کشنده باشد. در این بیماری گلوکواسفرول ها بسیار شبیه به نانوباکترهای کلسیفیه می باشد! همچنین بافت های کلسیفیه مشابه در بیماری هائی از قبیل تومورهای تخمدانی، پاپیلاری آدنوکارسینومای اندومتریوم، کارسینومای پستانی، پاپیلاری کارسینومای تیروئید، تومور کارسینوئید دئودنوم و کرانیوفارینژیوم (توموری که از باقیمانده های مجاری جمجمه ای حلقی بوجود می آید)، در خیلی از تومورهای بدخیم کریستال های سوزنی شکل در سلول های اپیتلیال یافت می شود. در مطالعات تخیر نشان داده شده است که خیلی از تومورهای بدخیم رسپتورهائی برای چسبندگی نانوباکتریایی دارند که در تومورهای با کلسیفیکاسیون مکرر را می توان به حضور نانوباکترها نسبت داد. همانطور که در بخش قبل گفته شد برخی از سلول هائی که تحت اثر التهاب شروع به تقسیم می کنند نیز رسپتورهائی برای اتصال دارند مثلا در پلاک های آترواسکلروتیک (پلاک های دیواره سرخرگ ها و دریچه های قلب که باعث تصلب آنها می شود). مشابه این اتفاقات را در بیماران مبتلا به پری آرتریتیس حاد، که در مفاصل کریستال های هیدروکسی آپاتیت ایجاد می شود. همچنین، در پلاک های آلزایمر آنتی بادی های پلی کلنال را بصورت لیپل شده یافته اند. این آنتی بادی های مونوکلونال را نیز که در مصونیت زائی نانوباکتریال دخالت دارند بدست آورند. حدس زده می شود که در بیماری های اتوایمیون عفونت های باکتریایی آهسته نقش داشته باشندزیرا در این بیماری ها اغلب بافت های کلسیفیه شده وجود دارد. اغلب بیماری هائی که اثار پاتولوژیک خود را با کلسیفیکاسیون مرتبط می دانند را در ارتباط با نانو باکتر ها می دانند که ضرورت ارائه استراتژی مشخص و یافتن درمان موثر برای این باکتری را دوچندان می کند. عمده ترین کلسیفیکاسیون های خارج اسکلتی ایدیوپاتیک که نقش نانوباکترها در آن بیماریها مطرح می باشد عبارتند از: سنگ های کلیه و مثانه، سنگ های پالپ دندان، بعضی از سنگ های صفراوی، سنگ های پروستاتیت مزمن، میکرولیتیس تستیکولار، کلسیفیکاسیون در بیماران همودیالیزی، آترواسکلروزیس، مالاکوپلاکیا، اسکلرودرما (اسکلروزیس سیستمیک)، کلسینوزیس پوستی، استنوزیس آئورت کلسیفیه شده، چند نوع از بدخیمی ها، برخی از بیماری های روانی و دیوانگی، کلسیفیه تاندون ها، آرتریت ها، کلسیفیکاسیون مربوط به درمان های مادام العمر بعد همودیالیز، اسکلرودرما و افرادی که دارای دریچه آئورت اسکلروتیک می باشند رخ می دهد. مطالعات تخیر از شیوع این باکتری در بیماران مبتلا به ایدز و نقش آن در بدخیمی های همراه با این بیماری خبر می دهند. یکی از مهمترین نکاتی نباید از یاد برد امکان انتقال این باکتری از طریق خون، سرم و فاکتورهای خونی اهدائی می باشد که اهمیت بررسی روتین خون های اهدائی را نشان می دهد حتی برخی سندرم های بعد انتقال خون را به نانوباکتر ها نصبت می دهند از راه های دیگر انتقال نانوباکتر ها بزاق و واکسیناسیون را می توان شمرد. درمان:                                                                                          

    اخیراً شرکت  NANOBAC PHARMACEUTICALS آنتی بیوتیکی را به نام نانوبیوتیک یا NANOBAC TX)) عرضه کرده که در پوسته کلسیمی نانو ها نفوذ می کند اما مطالعات برای درمان آنتی بیوتیک های موثر همچنان ادامه دارد.


    + نوشته شده در ساعت توسط |