پیام خوزستان - در سراسر جهان، یک نبرد پنهان بین باکتری‌ها و ویروس‌هایی به نام باکتریوفاژها در حال انجام است و این رقابت بیشتر منجر به کشف فناوری‌هایی شده که انقلابی در زیست‌شناسی ایجاد کرده‌ا ست.
به گزارش خبرگزاری ایمنا، زمین، سکویی پر از موجودات میکروسکوپی است که میلیاردها سال است درگیر جنگی بی‌وقفه هستند و باکتری‌ها و ویروس‌ها (باکتریوفاژها) اصلی‌ترین بازیگران این رقابت تکاملی هستند که به‌عنوان «مسابقه تسلیحاتی ابدی» شناخته می‌شود، این جنگ نه‌تنها تعادل طبیعت را حفظ می‌کند، بلکه بر سلامت بشر نیز تأثیرگذار است که برای نمونه، مقاومت آنتی‌بیوتیکی که امروزه یکی از بزرگ‌ترین تهدیدهای بهداشت جهانی است که ریشه در این رقابت دارد.
باکتری‌ها برای بقا، سازوکارهای پیچیده‌ای را در طول تکامل توسعه داده‌اند که معروف‌ترین این سیستم‌ها، CRISPR-Cas است که شبیه یک «حافظه ایمنی» عمل می‌کند، این سیستم قطعات DNA ویروسی را ذخیره کرده و در حمله بعدی، آن‌ها را با آنزیم‌هایی مانند Cas9 شناسایی و از بین می‌برد و دانشمندان سیستم دفاعی جدیدی به نام Retron کشف کرده‌اند که با تولید RNAهای خاص، باکتری‌ها را از حمله ویروس محافظت می‌کند و این کشفیات نشان می‌دهند که باکتری‌ها هر روز با تکنیک‌های جدیدتری مبارزه می‌کنند.
در سال 2023، پژوهشگران دانشگاه MIT موفق به ایجاد «سوپر باکتری» شدند که به‌طور کامل از هجوم ویروس‌ها ایمن است، این باکتری‌ها با حذف ژن‌های غیرضروری و تغییر مسیرهای مولکولی، قابلیت آلوده شدن به ویروس را از دست داده‌اند که با این حال، خطرات این فناوری غیرقابل چشم‌پوشی است، اگر این باکتری‌ها به طبیعت راه پیدا کند، ممکن است اکوسیستم‌های طبیعی را مختل کرده و حتی به بیماری‌های جدید منجر شوند.

تکامل سریع و استراتژی‌های نفوذ ویروس‌ها با سرعت تکاملی باورنکردنی، همواره یک قدم از باکتری‌ها جلوترند و آن‌ها با جهش سریع در ژنوم، می‌توانند از سیستم‌های دفاعی فرار کنند. به عنوان نمونه، بعضی فاژها پروتئین‌های سطحی خود را تغییر می‌دهند تا از شناسایی توسط CRISPR اجتناب کنند، دیگران از روش‌هایی همچون تزریق مستقیم DNA به باکتری استفاده می‌کنند که این کار موجب دور زدن مکانیسم‌های ایمنی می‌شود.
یکی از جذاب‌ترین استراتژی‌های ویروس‌ها، هم symbیوز با باکتری است، بعضی فاژها به‌جای از بین بردن میزبان، با آن همکاری می‌کنند و ژن‌های مفیدی همچون مقاومت به سموم را به آن منتقل می‌کنند که این همکاری موقت، به ویروس اجازه می‌دهد تا در باکتری زنده بماند و در شرایط مناسب، دوباره شروع به تکثیر کند.
از آنتی‌بیوتیک‌ها تا بیوتروریسم فعالیت‌های انسانی به‌طور غیرمستقیم این جنگ میکروبی را تشدید کرده است، سوءاستفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از بزرگ‌ترین دلایل ایجاد مقاومت در باکتری‌است و هنگامی که انسان‌ها آنتی‌بیوتیک‌ها را به‌طور نادرست مصرف می‌کنند، باکتری‌های مقاوم زنده می‌مانند و ژن‌های مقاومت را به نسل بعدی منتقل می‌کنند، این پدیده منجر به ایجاد « superbacteria » هایی می‌شود که در برابر تمام داروها مقاوم هستند.
از سوی دیگر، انسان‌ها از ویروس‌ها و باکتری‌ها به‌عنوان سلاح‌های بیولوژیک نیز استفاده کرده‌اند، در جنگ سرد، ایالات متحده و شوروی سابق، برنامه‌های مخفیانه‌ای برای تولید ویروس‌های کشنده همچون آنتراس داشتند. امروزه نیز نگرانی‌ها دربارهٔ استفاده تروریست‌ها از این سلاح‌ها وجود دارد و به‌عنوان نمونه، در سال 2001، حملات آنتراس در آمریکا نشان داد که این تهدید چقدر واقعی است.
از سیستم ایمنی طبیعی تا فناوری‌های نوین سیستم ایمنی بدن انسان نیز در این جنگ نقش دارد، گلبول‌های سفید با استفاده از آنتی‌بادی‌ها و سایر مکانیسم‌ها، باکتری‌ها و ویروس‌های مهاجم را شناسایی و از بین می‌برند، اما با پیشرفت علم، راهکارهای جدیدی نیز مطرح شده است:
1. ویرایش ژن با CRISPR: این فناوری می‌تواند ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی در باکتری‌ها را غیرفعال کند، در سال 2022، محققان از CRISPR برای از بین بردن ژن مقاومت به وانکومایسین در باکتری‌های مقاوم استفاده کردند.
2. فاژ درمانی: استفاده از ویروس‌های خاص (فاژها) برای از بین بردن باکتری‌های بیماری‌زا که این روش در مواردی مانند عفونت‌های مقاوم به دارو در بیماران سوختگی موفقیت‌آمیز بوده است.
3. نانوذرات: این ذرات میکروسکوپی می‌توانند داروها را به طور مستقیم به باکتری‌ها برسانند و از آسیب به سلول‌های سالم جلوگیری کنند.
سازمان جهانی بهداشت پیش‌بینی می‌کند که اگر مقاومت آنتی‌بیوتیکی کنترل نشود، تا سال 2050 سالانه 10 میلیون نفر بر اثر عفونت‌های مقاوم جان خواهند باخت و از سوی دیگر، فناوری‌های نوین مانند باکتری‌های مهندسی‌شده نیز خطراتی دارند که به عنوان نمونه اگر این باکتری‌ها به طبیعت راه پیدا کند، ممکن است گونه‌های بومی را منقرض کرده و زنجیره غذایی را مختل کنند.
با این حال، پیشرفت‌های علمی نشان می‌دهند که انسان می‌تواند نقش مثبتی در این جنگ ایفا کند، پروژه‌هایی همچون Human Microbiome Project به ما کمک می‌کنند تا نقش باکتری‌های مفید در بدن را درک کرده و از آن‌ها برای مقابله با بیماری‌ها استفاده کنیم، همچنین توسعه داروهای هوشمند که فقط بر روی باکتری‌های بیماری‌زا تأثیر می‌گذارند، می‌تواند به کاهش مقاومت آنتی‌بیوتیکی کمک کند.
رقابت بین باکتری‌ها و ویروس‌ها به‌عنوان یکی از قدیمی‌ترین رویدادهای تکاملی، هیچ‌گاه به پایان نخواهد رسید و این جنگ نه‌تنها تعیین‌کننده سرنوشت میکروب‌هاست، بلکه بر بقا خود انسان نیز تأثیر می‌گذارد، برای مقابله با چالش‌های پیش‌رو، نیاز به همکاری بین‌المللی، سیاست‌های جامع در مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها، و سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین ضروری است و همان‌طور که از تاریخ آموخته‌ایم، هرگز نمی‌توانیم این جنگ را تمام کنیم، اما می‌توانیم شرایط را به نفع خود تغییر دهیم.
کد خبر 856834