სოკოებისა და ბაქტერიების წებოვანი გარეთა შრე, რომელსაც „უჯრედგარე მატრიცა“ ანუ ECM ეწოდება, ჟელეს კონსისტენციას ატარებს და დამცავ შრესა და გარსს წარმოადგენს. თუმცა, ჟურნალ iScience-ში გამოქვეყნებული ბოლო კვლევის თანახმად, რომელიც მასაჩუსეტსის ამჰერსტის უნივერსიტეტმა ვუსტერის პოლიტექნიკურ ინსტიტუტთან თანამშრომლობით ჩაატარა, ზოგიერთი მიკროორგანიზმის ECM გელს მხოლოდ მჟაუნას მჟავას ან სხვა მარტივი მჟავების თანაარსებობისას წარმოქმნის. რადგან ECM მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ყველაფერში, ანტიბიოტიკების მიმართ რეზისტენტობიდან დაწყებული, გაჭედილი მილებითა და სამედიცინო მოწყობილობების დაბინძურებით დამთავრებული, იმის გაგებას, თუ როგორ მანიპულირებენ მიკროორგანიზმები მათ წებოვან გელის ფენებს, ფართო გავლენა აქვს ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაზე.

„მე ყოველთვის მაინტერესებდა მიკრობული ექსტრაციკლური მატრიქსები“, - თქვა ბარი გუდელმა, მასაჩუსეტსის ამჰერსტის უნივერსიტეტის მიკრობიოლოგიის პროფესორმა და ნაშრომის უფროსმა ავტორმა. „ხალხი ხშირად ექსტრაციკლურ მატრიქსს ინერტულ დამცავ გარე ფენად აღიქვამს, რომელიც მიკროორგანიზმებს იცავს. თუმცა, მას ასევე შეუძლია მიკრობული უჯრედებში საკვები ნივთიერებებისა და ფერმენტების შეღწევადობისა და გამოყოფის გამტარობის ფუნქცია შეასრულოს“.
საფარი რამდენიმე ფუნქციას ასრულებს: მისი წებოვნება ნიშნავს, რომ ცალკეული მიკროორგანიზმები შეიძლება ერთად შეკრან და შექმნან კოლონიები ან „ბიოფილმები“, ხოლო როდესაც საკმარისი რაოდენობის მიკროორგანიზმი ამას აკეთებს, მას შეუძლია მილების გაჭედვა ან სამედიცინო აღჭურვილობის დაბინძურება.
თუმცა, გარსი ასევე გამტარი უნდა იყოს: ბევრი მიკროორგანიზმი გამოყოფს სხვადასხვა ფერმენტებს და სხვა მეტაბოლიტებს ECM-ის მეშვეობით, იმ მასალაში, რომლის ჭამაც ან ინფიცირებაც სურთ (მაგალითად, დამპალი ხე ან ხერხემლიანთა ქსოვილი) და შემდეგ, როგორც კი ფერმენტები დაასრულებენ თავიანთ საქმეს, მონელების ამოცანაა - საკვები ნივთიერებები ECM-ის მეშვეობით უკან დააბრუნონ.
ეს ნიშნავს, რომ ECM მხოლოდ ინერტული დამცავი ფენა არ არის; სინამდვილეში, როგორც გუდელმა და მისმა კოლეგებმა აჩვენეს, მიკროორგანიზმებს, როგორც ჩანს, აქვთ უნარი, აკონტროლონ თავიანთი ECM-ის სიბლანტე და შესაბამისად, მისი გამტარიანობა. როგორ ახერხებენ ისინი ამას?
სოკოებში სეკრეტი, როგორც ჩანს, მჟაუნას მჟავაა, გავრცელებული ორგანული მჟავა, რომელიც ბუნებრივად გვხვდება ბევრ მცენარეში და, როგორც გუდელმა და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, ბევრი მიკროორგანიზმი, როგორც ჩანს, იყენებს მათ მიერ გამოყოფილ მჟაუნას მჟავას ნახშირწყლების გარე ფენებთან შესაკავშირებლად, რაც ქმნის წებოვან ნივთიერებას, ჟელეს მსგავს ECM-ს.
თუმცა, როდესაც გუნდმა უფრო დეტალურად შეისწავლა ეს საკითხი, მათ აღმოაჩინეს, რომ მჟაუნას მჟავა არა მხოლოდ ხელს უწყობდა ექსტრაუჯრედოვანი მატრიქსის (ECM) წარმოებას, არამედ მის „რეგულირებასაც“: რაც უფრო მეტ მჟაუნას უმატებდნენ მიკრობები ნახშირწყალ-მჟავათა ნარევს, მით უფრო ბლანტი ხდებოდა ECM. რაც უფრო ბლანტი ხდება ECM, მით უფრო მეტად ბლოკავს ის დიდ მოლეკულებს მიკრობში შესვლას ან გამოსვლას, მაშინ როცა უფრო პატარა მოლეკულები თავისუფლად რჩებიან მიკრობში გარემოდან შეღწევისთვის და პირიქით.
ეს აღმოჩენა ეჭვქვეშ აყენებს ტრადიციულ სამეცნიერო გაგებას იმის შესახებ, თუ როგორ ხვდება სოკოებისა და ბაქტერიების მიერ გამოყოფილი სხვადასხვა ტიპის ნაერთები ამ მიკროორგანიზმებიდან გარემოში. გუდელმა და მისმა კოლეგებმა ივარაუდეს, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში მიკროორგანიზმებს შეიძლება უფრო მეტად მოუწიოთ ძალიან მცირე მოლეკულების სეკრეციაზე დაყრდნობა იმ მატრიცაზე ან ქსოვილზე თავდასხმისთვის, რომელზეც მიკროორგანიზმი დამოკიდებულია გადარჩენის ან ინფიცირებისთვის. ეს ნიშნავს, რომ მცირე მოლეკულების სეკრეციას ასევე შეიძლება დიდი როლი ჰქონდეს პათოგენეზში, თუ უფრო დიდი ფერმენტები ვერ გაივლიან მიკრობულ უჯრედგარე მატრიცას.
„როგორც ჩანს, არსებობს შუალედური ვარიანტი“, - თქვა გუდელმა, - „სადაც მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ მჟავიანობის დონის კონტროლი კონკრეტულ გარემოსთან ადაპტაციისთვის, ზოგიერთი უფრო დიდი მოლეკულის, მაგალითად, ფერმენტების შენარჩუნებით, ხოლო მცირე მოლეკულების მიერ ECM-ში ადვილად გავლის საშუალებას იძლევა. „ECM-ის მჟაუნას მჟავით მოდულაცია შესაძლოა მიკროორგანიზმებისთვის ანტიმიკრობული საშუალებებისა და ანტიბიოტიკებისგან თავის დაცვის საშუალება იყოს, რადგან ამ პრეპარატების უმეტესობა ძალიან დიდი მოლეკულებისგან შედგება. სწორედ ეს პერსონალიზაციის უნარი შეიძლება იყოს ანტიმიკრობული თერაპიის ერთ-ერთი მთავარი დაბრკოლების დაძლევის გასაღები, რადგან ECM-ის მანიპულირება მისი გამტარობის გასაზრდელად შეიძლება გააუმჯობესოს ანტიბიოტიკებისა და ანტიმიკრობული საშუალებების ეფექტურობა“.

„თუ ჩვენ შევძლებთ გარკვეულ მიკრობებში ისეთი მცირე მჟავების ბიოსინთეზისა და სეკრეციის კონტროლს, როგორიცაა ოქსალატი, მაშინ ასევე შევძლებთ მიკრობებში შემავალი ნივთიერებების კონტროლს, რაც საშუალებას მოგვცემს უკეთ ვუმკურნალოთ მრავალ მიკრობულ დაავადებას“, - თქვა გუდელმა.
2022 წლის დეკემბერში მიკრობიოლოგმა იასუ მორიტამ ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტებისგან გრანტი მიიღო ტუბერკულოზის ახალი, უფრო ეფექტური მკურნალობის მეთოდების შემუშავებისკენ მიმართული კვლევის მხარდასაჭერად.

თუ გსურთ მეტი ინფორმაციის მიღება, გთხოვთ, გამომიგზავნოთ ელ.წერილი.
ელ. ფოსტა:
info@pulisichem.cn
ტელ.:
+86-533-3149598