Naučnici sa Univerziteta u Šefildu otkrili su novu senzornu sposobnost bakterija koja bi mogla da transformiše tretmane za bakterijske infekcije.
Ranije se smatralo da su bakterije premale da bi direktno osetile razlike u hemijskoj koncentraciji. Međutim, suprotno decenijama utvrđenim naučnim uverenjima, nova studija je pokazala da bakterije mogu direktno da osete svoje hemijsko okruženje po celoj dužini ćelijskog tela sa stepenom preciznosti bez presedana.
Istraživanje, objavljeno danas u Nature Microbiology, predstavlja ključni korak ka razvoju inovativnih tretmana koji manipulišu pokretljivošću bakterija kako bi se poboljšala efikasnost antibiotika.
Studija se fokusirala na Pseudomonas aeruginosa, koju je Svetska zdravstvena organizacija navela kao prioritetni patogen zbog svoje sposobnosti da izazove infekcije sa visokom otpornošću na antibiotike kod ljudi.
Viši autor studije, dr Vilijam Daram, viši predavač biološke fizike na Odseku za fiziku i astronomiju Univerziteta u Šefildu, rekao je: „U principu, ćelije mogu da shvate da li se kreću ka izvoru hranljivih materija ili se udaljavaju od njega u dva različite načine.
„Prvo, one mogu nasumično lutati i meriti da li se koncentracija povećava ili smanjuje tokom vremena. Alternativno, ćelije mogu da mere promene koncentracije po dužini svog tela, omogućavajući im da se direktno kreću ka izvoru. Naše istraživanje pokazuje da bakterije mogu da urade poslednje, za koje se ranije smatralo da prevazilaze njihove mogućnosti zbog njihove male veličine.
„Bakterije zatim koriste ove informacije za navigaciju preko površina prema hemijskim izvorima koristeći sićušne kuke za hvatanje zvane pili.
Razvijanjem kombinacije inovativnih mikrofluidnih eksperimenata i novih sojeva P. aeruginosa čiji su sistemi pokretljivosti konstruisani tako da se mogu direktno vizuelizovati pomoću moćnih mikroskopa, istraživači su mapirali kako pojedinačne ćelije reaguju na precizne promene u koncentracijama hranljivih materija. Otkrili su da ove ćelije mogu da uporede koncentracije hranljivih materija duž dužine ćelijskog tela – fenomen koji se naziva „prostorno sensing“.
Dr Džejmi Viler, postdoktorski istraživač na Odseku za fiziku i astronomiju Univerziteta u Šefildu i glavni autor studije, rekao je: „Ovaj rad preokreće naše razumevanje o tome kako bakterije kreću i osećaju svoju okolinu. Kao takav, baca novo svetlo o tome kako bakterije mogu da usmere svoju pokretljivost tokom ljudske infekcije i potencijalno kako se njome može manipulisati različitim kliničkim tretmanima.“
Ovo otkriće znači da bakterije ne moraju nužno da se kreću da osete promene u svom hemijskom okruženju, što sugeriše da gusto zbijene bakterije unutar lokalizovanih infekcija mogu koristiti ove informacije da usmeravaju svoje ponašanje. Ova sposobnost postavlja nova pitanja o mehanizmima koje bakterije koriste za obavljanje ovih mikroskopskih merenja i kako se njima može manipulisati antimikrobnim tretmanima.
Dr Viler je nastavio: „Kao što je često slučaj, odgovor na jedno pitanje je pokrenuo čitav niz nepoznatih. Već su planirani uzbudljivi novi eksperimenti kako bismo nastavili sa pisanjem ovog novog poglavlja u našem razumevanju kako se bakterije kreću kroz svoje okruženje.“
