به گزارش مشرق به نقل از نانومگزین، پژوهشگران "دانشگاه تگزاس در دالاس"(UTD) در حال بررسی کاربرد واکسن‌های موسوم به "تمام سلولی"(whole-cell) برای مقابله با عفونت ادراری هستند که بخشی از تلاش برای مقابله با مشکل جدی‌تر باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک است.

دکتر "نیکول دنیسکو"(Nicole De Nisco)، استادیار علوم بیولوژیکی و دکتر "جرمیا گاسن اسمیت"(Jeremiah Gassensmith)، استاد شیمی و بیوشیمی دانشگاه تگزاس در دالاس، اخیرا کاربرد چارچوب‌های فلزی- آلی را در محصور کردن و غیرفعال کردن سلول‌های باکتریایی به منظور ایجاد نوعی دپو(depot) که به واکسن‌ها امکان می‌دهد تا مدت بیشتری در بدن دوام بیاورند، نشان داده‌اند.

این پژوهش نشان داد که این روش، پادتن را در موش‌ها به طور قابل ‌توجهی افزایش می‌دهد و بقای بسیار بالاتری را در مقایسه با روش‌های استاندارد تهیه واکسن تمام سلولی ایجاد می‌کند.

بیشتر بخوانید

میوه‌ای که بیماری‌های عفونی را درمان می‌کند

دنیسکو گفت: واکسیناسیون به عنوان یک روش درمانی برای عفونت‌های ادراری مکرر در حال بررسی است زیرا آنتی‌بیوتیک‌ها دیگر برای حل کردن این مشکل کارآیی ندارند. بیماران، مثانه خود را برای نجات جان خود از دست می‌دهند زیرا باکتری‌ها را نمی‌توان توسط آنتی‌بیوتیک‌ها از بین برد. یکی دیگر از مشکلات، حساسیت شدید نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها است که در افراد مسن بیش از حد تصور رخ می‌دهد.

"انجمن اورولوژی آمریکا"(AUA) تخمین می‌زند که سالانه ۱۵۰ میلیون مورد عفونت ادراری در سراسر جهان رخ می‌دهد که شش میلیارد دلار هزینه پزشکی را به همراه دارد. اگر عفونت ادراری با موفقیت درمان نشود، به بروز "سپتیسمی" (Septicemia) منجر می‌شود که می‌تواند کشنده باشد.

به گفته دنیسکو، عفونت ادراری عودکننده در درجه نخست، به عنوان یک مشکل برای سلامت زنان در نظر گرفته می‌شود و اگرچه در میان این گروه به خصوص زنان یائسه شایع است اما بسیاری از زنان زیاد در مورد آن صحبت نمی‌کنند.

دنیسکو ادامه داد: درمان هر عفونتی که متعاقبا رخ می‌دهد، دشوارتر می‌شود. حتی اگر باکتری‌ها از مثانه پاک شوند، جمعیت‌ باکتری در قسمت‌های دیگر باقی می‌ماند و معمولا نسبت به آنتی‌بیوتیک مورد استفاده، مقاوم می‌شود. هنگامی که مقاومت آنتی‌بیوتیکی در بدن بیماران رخ می‌دهد، نهایتا گزینه‌های درمانی آنها تمام می‌شود.

بررسی مداوم دنیسکو در مورد نحوه پیشروی و عود کردن عفونت ادراری در زنان مسن، با یک کمک‌هزینه پنج ساله به مبلغ ۱/۳ میلیون دلار صورت می‌گیرد که از سوی "موسسه ملی سلامت آمریکا"(NIH) تامین شده است.

همکاری دنیسکو با گاسن اسمیت، در اواخر سال ۲۰۱۸ و پس از سخنرانی او در مورد میکروبیولوژی عفونت ادراری آغاز شد. گاسن اسمیت گفت: پس از آن، ما درباره ایده گروه پژوهشی من برای ابداع واکسن‌های تمام سلولی بهتر با حفظ آنتی‌ژن‌ها در انبار مورد نظر صحبت کردیم. در آن زمان، ما هیچ مدل واقعی برای آزمایش ایده خود نداشتیم و من باور داشتم که عفونت ادراری، یک فرصت بسیار خوب است.

واکسن‌ها با وارد کردن مقدار کمی از میکروب‌های کشته‌شده یا ضعیف‌شده‌ عامل بیماری یا برخی از اجزای آنها به بدن عمل می‌کنند. آنتی‌ژن‌ها، سیستم ایمنی را وادار می‌کنند تا در برابر یک بیماری خاص، پادتن تولید کند. ارائه واکسن علیه باکتری‌های بیماری‌زا، دشوار است زیرا باکتری‌ها به طور قابل توجهی بزرگتر و پیچیده‌تر از ویروس‌ها هستند. انتخاب اجزای بیولوژیکی برای ایجاد آنتی‌ژن، همیشه یک چالش بزرگ بوده است. گاسن اسمیت گفت: بنابراین، استفاده از تمام سلول، بر انتخاب تنها یک بخش از باکتری ارجحیت دارد.

در هر حال، روش تمام سلولی نیز مشکلات خود را دارد. گاسن اسمیت ادامه داد: واکسن‌هایی که از باکتری‌های مرده استفاده می‌کنند، موفق نبوده‌اند زیرا سلول‌ها معمولا به اندازه کافی در بدن نمی‌مانند تا واکنش‌های ایمنی بلندمدت و بادوام تولید کنند. یک پاتوژن دست‌نخورده و مرده که برای مدت طولانی در بافت وجود داشته باشد، گویی یک عفونت است که می‌تواند واکنش سیستم ایمنی را در مقیاس کامل پدید آورد.

چارچوب فلزی- آلی که گروه گاسن اسمیت ابداع کرده‌اند، یک سلول باکتری را در یک ماتریس پلیمری محصور و بی‌حرکت می‌کند که نه تنها باکتری را می‌کشد، بلکه سلول مرده را در برابر دمای بالا، رطوبت و حلال‌های آلی، حفظ و تثبیت می‌کند.

پژوهشگران در آزمایش‌های خود، سویه‌ای از باکتری "اشریشیا کلی"(E. coli) را به کار بردند. هیچ واکسنی علیه سویه بیماری‌زای این باکتری وجود ندارد.

گاسن اسمیت گفت: زمانی که ما یک تزریق کشنده باکتری را روی موش‌ها انجام دادیم، تقریبا همه آنها پس از واکسینه شدن، زنده ماندند. عملکرد این روش، بسیار بهتر از روش‌های سنتی واکسیناسیون بود. این نتیجه چندین بار تکرار شد و ما از قابل اطمینان بودن آن کاملا تحت تاثیر قرار گرفتیم.

اگرچه این روش هنوز روی انسان آزمایش نشده است اما دنیسکو گفت که این روش قابلیت کمک کردن به میلیون‌ها بیمار را دارد.

وی افزود: این پژوهش در مورد عفونت ادراری، اثبات این مفهوم بود که واکسن‌های تمام سلولی می‌توانند بر مدل شدید و کشنده سپتیسمی، مؤثرتر باشند. نشان دادن کارآیی این روش در برابر عفونت ادراری مکرر، یک پیشرفت مهم خواهد بود.

پژوهشگران باور دارند که روش انبار آنتی‌ژن، فراتر از عفونت ادراری مکرر، می‌تواند به طور گسترده برای عفونت‌های باکتریایی از جمله "اندوکاردیت"(Endocarditis) و سل به کار برود.

گاسن اسمیت گفت: ما در حال کار کردن روی انتقال این روش به باکتری سل هستیم که یک ارگانیسم بسیار متفاوت است اما مانند اشریشیا کلی، زمانی که به بافت وارد می‌شود، باقی می‌ماند و بیماری عود می‌کند.

وی افزود: فناوری واکسن، حدود دو قرن قدمت دارد اما در کمال تعجب، تکامل کمی داشته است. ما امیدواریم که پلتفرم ما بتواند با استفاده از پاتوژن‌های موجود که به خوبی مورد بررسی قرار گرفته‌اند، برای ایجاد واکنش‌های ایمنی هدایت‌شده و مهندسی‌شده به کار برود.

این پژوهش، در مجله "ACS Nano" به چاپ رسید.