بررسی حمله باکتری‌های سل به آنتی‌بیوتیک‌ها

یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران از جمله پژوهشگران "آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور" (LLNL) در آمریکا، روش جدیدی برای بررسی چگونگی غیرفعال کردن آنتی‌بیوتیک‌ها توسط باکتری سل یافته‌اند. آنها موفق شدند برای نخستین بار، این فرآیند را با استفاده از "لیزر الکترون آزاد" (FEL) اشعه ایکس مشاهده کنند.سل، یک بیماری عفونی شایع و در بسیاری از موارد، مرگبار است. این بیماری، نوعی بیماری ریوی است که از راه سرفه یا عطسه در هوا پخش می‌شود و بیش از هر عامل عفونی دیگری موجب مرگ می‌شود. سالانه، صدها مورد از هزاران مورد درمان شده، به دلیل مقاومت باکتری سل در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها با شکست مواجه می‌شوند.پژوهشگران، چگونگی از بین رفتن مولکول آنتی‌بیوتیک توسط باکتری سل را مورد بررسی قرار دادند. این روش جدید، ابزار قدرتمندی را برای بررسی تغییرات صورت گرفته در مولکول زیستی ارائه داد."ماتیاس فرانک" (Matthias Frank)، از پژوهشگران آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور گفت: این روش، برای دیگر سیستم‌های زیستی نیز امیدوارکننده است. این نخستین بار است که ما توانستیم با بررسی یک آنزیم و مولکول‌های بنیادی آن، چنین فرآیندی را بررسی کنیم.این گروه در بررسی خود، یک آنتی‌بیوتیک را با آنزیمی موسوم به "بتالاکتاماز" (Beta-lactamase) که مورد استفاده باکتری سل است، ترکیب و سپس، حمله آنزیم به آنتی‌بیوتیک و غیرفعال کردن آن را مشاهده کردند.

در این روش، پالس‌های مافوق سریع تولید شده در آزمایشگاه مورد استفاده قرار گرفتند. تصاویر ثبت شده توسط لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس که بین 30 میلی‌ثانیه تا دو ثانیه پس از واکنش گرفته شد، اتصال بتالاکتاماز به آنتی‌بیوتیک و سفتریاکسون را نشان دادند. قطع یکی از این پیوندهای شیمیایی می‌تواند آنتی‌بیوتیک را غیرفعال کند.پژوهشگران، هنگام ترکیب بتالاکتاماز با آنتی‌بیوتیک، کریستال‌های ریز آن را آزاد کردند و سپس، در طول واکنش، با استفاده از لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس، میلیون‌ها تصویر گرفتند. با اتصال این تصاویر به یکدیگر، نقشه‌ای ایجاد شد که تغییرات صورت گرفته در ساختار آنتی‌بیوتیک را در هنگام تعامل با آنزیم در دمای اتاق، نشان می‌داد.این گروه در نظر دارند در بررسی‌های آینده خود، تصاویر بیشتری از تعامل صورت گرفته بین آنزیم و آنتی‌بیوتیک ثبت کنند تا به جزئیات ساختار و رفتار شیمیایی بتالاکتاماز پی ببرند. با جمع‌آوری اطلاعات بیشتر در این مورد، امکان تغییر در طراحی آنتی‌بیوتیک‌ها برای پیشگیری از بروز چنین حملاتی وجود خواهد داشت.