باکتریها کودک شما را می سازند

شواهد جدید این واقعیت را که ما قبل از به دنیا آمدن در معرض باکتری های موثر قرار می‌ گیریم، تایید می‌کنند.
خلاصه: محققان برای پی بردن به این موضوع که آیا رحم استریل است یا خیر، در یک مطالعه جدید، آلودگی‌های موجود در رحم را به دقت مورد بررسی قرار دادند و در نتیجه آن، قرار گیری جنین در معرض باکتری ها را تایید نمودند. این باکتری ها می توانند به شکل گیری سیستم ایمنی جنین و همچنین تکامل روده و مغزش کمک کنند.
در مطالعه یاد شده، محققان به دقت نمونه های مایع آمنیوتیک را از 50 زن سالم تحت سزارین برنامه ریزی شده، گرفتند و دریافتند که تقریبا همه (36 تا 43 نمونه زنده) دارای DNA باکتریایی هستند. علاوه بر این، تمام 50 نوزاد در ابتدا مبتلا به باکتری بودند.

رحمِ نه چندان استریل

سرگرد لیلاس استینسون از دانشگاه استرالیاى غربی توضیح می‌دهد که در طی دهه گذشته، مطالعات متعدد روی DNA های باکتریایی در مایع آمنیوتیک و مِکونیوم (اولین مدفوع نوزاد پس از زایمان که شامل مواد زاید هضم نشده مایع آمنیوتیک بلعیده می‌باشد)، نشان داده اند که رحم استریل است. با این حال برخی معتقدند که نتایج دارای خطا هستند و آلاینده هایی در فرآیندهای تجزیه و تحلیل DNA وجود دارد.
محققان می گویند مهم است که به طور قطعی مشخص شود آیا رحمِ سالم با باکتری همراه است یا خیر، چراکه این میکروبیوم ها احتمالا تاثیر قابل توجهی بر روی سیستم ایمنی بدن، روده و مغز جنین دارند.

میکروبیوم جنین

برای حل این مسئله، استینسون و همکارانش در هنگام تجزیه و تحلیل نمونه های مایع آمنیوتیک و مكونیوم اقدامات شدیدی برای جلوگیری از آلودگی باكتریایی انجام دادند. به عنوان مثال، آنها از معرف هایی برای تقویت ردیابی DNA باکتریایی در نمونه ها استفاده کردند که با افزودن آنزیم هایی آلودگی های آنها حذف شده بودند.
استینسون در گزارشش می‌گوید: “علی رغم این اقدامات، ما هنوز هم تقریبا DNA های باکتریایی را در همه نمونه ها یافتیم.”
جالب توجه است که میکروبیوم مکونیوم بین نوزادان بسیار متفاوت است. اما میکروبیوم مایع آمنیوتیک اکثرا حاوی باکتری های معمولی پوست، مانند پروپیونی باکتریوم آکنه و گونه های استافیلوکوکوس، می باشد.

نقش تکاملی

اما این باکتری ها در رحم چه کاری ممکن است انجام دهند؟ هیچکدام از زنان یا نوزادان مبتلا به این باکتری‌ها علامتی از عفونت ندارند. در حقیقت، میکروبیوم جنین ممکن است یک تنظیم کننده مفید رشد زودرس باشد.
“ما دریافتیم که سطح مدولاتورهای ایمنی مهم در مکونیوم و واسطه های التهابی در مایع آمنیوتیک با توجه به مقدار و گونه های DNA باکتری های متنوع موجود، متفاوت است. این نشان می دهد که میکروبیوم قادر به تأثیر بر سیستم ایمنی جنین است.”
یک پیش فرض کوچک وجود دارد که DNA موجود در این نمونه ها می تواند از باکتری هایی که قبلا در رحم مرده بودند، باشند.
استینسون در نتیجه گیری اش می‌گوید: “در اینجا ما ثابت کرده ایم که DNA باکتریایی در رحم وجود دارد، اما گام بعدی نشان خواهد داد که این‌ها آیا زنده و میکروبیوم واقعی هستند یا نه.”

طبق مطالعه در آفریقای غربی، قارچ های تراریخته (ترنس ژنیک) به سرعت در حال کشتن پشه های مالاریا هستند.
تکنولوژی می‌تواند به راحتی جمعیت پشه های مالاریا، بویژه گونه های مقاوم به حشره کش، را کاهش دهد.
خلاصه: محققان نخستین آزمایش خارج از محیط آزمایشگاه را برای ابداع یک رویکرد ترنس ژنیک به منظور مبارزه با مالاریا ارائه نمودند. این مطالعه نشان می دهد که یک قارچ طبیعی که علیه پشه ها تولید توکسین می‌نماید، توانست بیش از 99 درصد جمعیت پشه ها را در محیط روستایی شبیه سازی شده در بورکینافاسو کاهش دهد.

در یک مقاله پژوهشی که در 31 مِی سال 2019 منتشر شد، گروهی از دانشمندان دانشگاه مریلند و بورکینا فاسو اولین آزمایش را در خارج از آزمایشگاه، به منظور ایجاد یک رویکرد ترنس ژنیک برای مبارزه با مالاریا، ارائه کردند. این مطالعه نشان داد که یک قارچ طبیعی که علیه پشه ها تولید توکسین می‌نماید، توانست بیش از 99 درصد جمعیت پشه ها را در یک محیط روستایی شبیه سازی شده در بورکینافاسو، درغرب آفریقا، کاهش دهد.
بریان لوت، دانشجوی کارشناسی ارشد انستیتولوژی دانشگاه UMD و نویسنده اصلی این مقاله گفت: “بدون انجام این آزمایش در محیط واقعی، هیچ کنترل ترنس ژنیکی در آینده نتیجه نخواهد داد. این مقاله یک گام بزرگ در جهت پیشبرد روش های ترنس ژنیک می‌باشد.”

ریموند سنت لژر، استاد برجسته ی حشره شناسی درUMD، و همکارش در این مطالعه گفت: “ما نشان دادیم که کارایی قارچ های ترنس ژنیک بسیار بهتر از نوع وحشی است.”
قارچ ها پاتوژن های طبیعی هستند که حشرات را در طبیعت آلوده می کنند و به آرامی آنها را می کشند. این روش برای کنترل آفات مختلف برای قرن ها مورد استفاده قرار گرفته است. دانشمندان از یک قارچ خاص برای پشه ها استفاده کرده و آن را مهندسی نموده اند تا یک سم را تولید کنند که پشه ها را هر چه سریع تر از بین ببرد. این قارچ های ترنس ژنیک باعث ایجاد جمعیت پشه های نا پایدار در دو نسل در محیط آزمایشگاهی می‌شود.
سنت لجر گفت: “شما می توانید قارچ را به عنوان یک سوزن زیر پوستی مورد استفاده قرار دهید تا سموم خاصی علیه حشرات را به پشه برساند.”
سم مورد نظر یک حشره کش به نام Hybrid است. این سم از زهر عنکبوت کوه های آبی استرالیا گرفته شده است و توسط اداره حفاظت از محیط زیست (EPA)، برای اِعمال مستقیم بر روی محصول، به منظور کنترل آفات کشاورزی، تایید شده است.
لوت گفت: “استفاده از قارچ های ترنس ژنیک به صورت ورقی که ما روی یک دیوار در منطقه ی مطالعاتی خود آویزان کردیم، به سادگی باعث شد که جمعیت پشه ها طی 45 روز کاهش یابد و آن را به عنوان عامل موثر در کشتن پشه های مقاوم در برابر حشره کش ها در نظر گرفتیم.”
لوت همچنین گفت: “مطالعات آزمایشگاهی نشان می دهند که فراوانی گونه هایی که مالاریا را انتقال می دهند مانع کنترل بیماری شده اند، زیرا همه گونه ها به روش مشابه از بین نمی‌روند.”

برای اصلاح قارچ Metarhizium pingshaense به منظور تولید و ارائه قارچ ترانس ژنیک، تیم تحقیقاتی دانشگاه مریلند با استفاده از یک روش استاندارد، یک باکتری را که بتواند DNA مورد نظر را به قارچ انتقال دهد مورد استفاده قرار دادند. این باکتری ژن طراحی شده توسط تیم تحقیقاتی را که به منظور ایجاد توانایی تولید سم در قارچ و نیز اِعمال سوییچ کنترل ایجاد شده بود، به درون قارچ انتقال داد.
سوئیچ کنترل یک کپی از کد DNA خود قارچ است. عملکرد عادی آن این است که قارچ با ساخت یک پوسته دفاعی در اطراف خود، می تواند از سیستم ایمنی حشره پنهان شود. ساختن این پوسته برای قارچ هزینه بر است، بنابراین وقتی محیط درون جریان خون پشه را تشخیص می‌دهد، آن را می‌سازد.

بوسیله ترکیب کد ژنتیکی سوئیچ کنترل با کد برای ساخت هیبرید، دانشمندان توانستند اطمینان حاصل کنند که قارچ اصلاح شده آنها توکسین را تنها در داخل بدن پشه تولید می کند. آنها قارچ اصلاح شده خود را بر روی حشرات دیگری در مریلند و بورکینافاسو آزمایش کردند و دریافتند که قارچ برای گونه های مفید مانند زنبور عسل مضر نیست.
پس از اثبات ایمنی قارچ های ترانس ژنیک در آزمایشگاه، لوت و سنت لیر با همکاران علمی و مقامات دولتی در بورکینافاسو همکاری کردند تا آن را در محیط کنترل شده ای که طبیعت را شبیه سازی کرده بود، آزمایش کنند. آن‌ها در یک منطقه روستاییِ اندمیک مالاریا در بورکینافاسو، چندین اتاق بازرسی شامل کلبه های آزمایشگاهی، گیاهان، استخرهای کوچک پشه بند و منبع غذایی برای پشه ها ایجاد کردند.

در یک مجموعه از آزمایشات، محققان یک ورق پنبه ای سیاه را با روغن کنجد روی دیوار کلبه در سه اتاق آویزان کردند. یک ورق با روغن مخلوط با قارچ ترنس ژنیکِ Metarhizium pingshaense آغشته شد، یک ورق با روغن مخلوط با گونه Metarhizium و یک ورق تنها با روغن کنجد آغشته شد. سپس، 1000 پشه نر بالغ و 500 پشه ماده بالغ را به منظور پرورش پشه‌ها به هر اتاق وارد کردند. محققان در هر اتاق به صورت روزانه به مدت 45 روز تعداد پشه ها را محاسبه کردند.
در محفظه حاوی ورق تیمار شده با قارچ ترنس ژنیک، جمعیت پشه‌ها پس از 45 روز به 13 پشه بالغ کاهش یافت. در مقابل، محققان 455 پشه در اتاق تحت تیمار با قارچ وحشی و 396 پشه در اتاق تحت تیمار با روغن کنجد ساده را پس از 45 روز شمارش کردند. آنها این آزمایش را چندین بار انجام دادند و به همان نتایج دست یافتند.
به گفته محققان، بسیار مهم است که تکنولوژی‌های ضد مالاریایی جدید مانند آزمایشاتی که در این مطالعه انجام شد، برای جوامع محلی آسان باشد. ورق های پنبه سیاه و روغن کنجد نسبتا ارزان هستند و به راحتی در دسترس می‌باشند. این عمل همچنین نیازمند تغییر روش های کنترل آفات قبل نیست، زیرا قارچ می تواند همراه با آفت کش هایی که امروزه استفاده می شوند، استفاده شود.

لوت گفت : “نتایج ما پیامدهای مثبت فراوانی را برای پروژه های بعدی در پی دارد، چراکه به ایجاد تکنولوژی‌های جدید، پیچیده و به صورت بالقوه بحث برانگیز بیشتری برای ریشه کن کردن مالاریا کمک می‌کند.” در قدم بعد، تیم بین المللی دانشمندان امیدوار است که قارچ ترنس ژنیک خود را در یک روستا یا جامعه محلی آزمایش کند. پیش از اِعمال این روش جدید در یک محیط باز مانند یک روستا، بسیاری از معیارهای قانونی و اجتماعی وجود دارد که باید رعایت شوند، اما محققان می‌گویند که این مطالعه می‌تواند به این موارد نیز کمک کند.