این باکتری ها سنگ کلیه را از بین می برند

میکروبیوم روده انسان از طرق مختلف بر سلامت تاثیر می‌گذارد؛ نوع و فراوانی باکتری‌های مختلف می‌تواند بر همه چیز از سیستم ایمنی گرفته تا سیستم عصبی تاثیر بگذارد و اکنون، محققان دانشگاه استنفورد آمریکا با اصلاح ژنتیکی باکتری‌های معینی برای کاهش ماده‌ای که باعث سنگ کلیه می‌شود، از پتانسیل میکروبیوم برای مبارزه با بیماری‌ها بهره می‌برند.

اگر دانشمندان در اصلاح باکتری‌های روده موفق شوند، این امر می‌تواند منجر به درمان‌های دامنه وسیعی از بیماری‌ها شود، با این حال، یافته‌ها نشان می‌دهد که این کار ساده‌ای نیست.

محققان از باکتری به نام «فوکایکولا ولگاتوس»  (Phocaeicola vulgatus) موجود در میکروبیوم انسان استفاده کردند و آن را برای تجزیه اگزالات و همچنین مصرف پورفیرین، ماده مغذی مشتق شده از جلبک دریایی، اصلاح کردند. پورفیرین به‌عنوان راهی برای کنترل جمعیت این باکتری با افزودن پورفیرین بیشتر یا کاهش مقدار آن استفاده شد و باید باکتری‌ها را به‌دلیل کمبود غذا از بین ببرد.

این تحقیق از سه بخش آزمایش باکتری‌های اصلاح‌شده روی موش‌ها، آزمایش روی انسان‌های سالم و آزمایش روی افراد مبتلا به «هیپراگزالوری روده‌ای» تشکیل شد. «هیپراگزالوری روده‌ای»، وضعیتی است که در آن بدن اگزالات زیادی را از غذا جذب می‌کند و در صورت عدم درمان منجر به سنگ کلیه و سایر مشکلات کلیوی می‌شود.

در بخش اول پژوهش، موش‌هایی که در رژیم غذایی خود اگزالات بیشتری داشتند، با افزودن باکتری‌های اصلاح‌شده به میکروبیوم خود، کاهش اگزالات ادرار را تا ۴۷ درصد تجربه کردند. سپس، محققان از طریق یک روش بای‌پس معده خاص که منجر به عوارض «هیپراگزالوری روده‌ای» در انسان می‌شود، این بیماری را در موش‌ها القا کردند؛ نتایج امیدوارکننده بود.

محققان گفتند: جراحی منجر به افزایش ۵۱ درصدی اگزالات ادرار در موش‌های صحرایی شد که توسط سویه کنترل کلونیزه شده بودند، افزایشی که در حیوانات در بر دارنده سویه تجزیه‌کننده اگزالات، به‌طور کامل از بین رفت. علاوه بر این، هنگامی که دیگر پورفیرین به موش‌ها داده نشد، باکتری‌های اصلاح‌شده با موفقیت از بین رفتند.

محققان سپس باکتری‌های اصلاح‌شده را در ۳۹ انسان سالم در کارآزمایی بالینی آزمایش کردند. نتایج نشان داد که کلونیزاسیون در انسان وابسته به دوز است؛ به این معنی که با افزایش پورفیرین، جمعیت باکتری «فوکایکولا ولگاتوس» افزایش می‌یابد و در بیشتر موارد پس از حذف پورفیرین برگشت‌پذیر است. با این حال، دو شرکت‌کننده حتی پس از درمان آنتی‌بیوتیکی، تداوم «فوکایکولا ولگاتوس» را در میکروبیوم خود نشان دادند.

باکتری‌های روده با سنگ کلیه مقابله می‌کنند

نتایج نشان داد که باکتری‌ها با تبادل ماده ژنتیکی با سایر باکتری‌های موجود در میکروبیوم، جهش یافته‌اند. خوشبختانه، شرکت‌کنندگان هیچ اثر خطرناکی از کلونیزاسیون طولانی‌مدت را تجربه نکردند. با این حال، این جهش، پیچیدگی‌هایی که در این فرآیند باقی مانده‌اند را برجسته می‌کند.

لازم به‌ذکر است که کلونیزاسیون (Colonization) به معنای رشد و تکثیر عامل عفونی (میکروارگانیسم) در میزبان بدون ایجاد عفونت است.

نتایج تحقیق بر روی بیماران مبتلا به «هیپراگزالوری روده‌ای» نیز نشان داد که آنان مشکلاتی را تجربه کرده‌اند، اما همچنان پیشرفت‌هایی را نشان داده‌اند. از هر ۹ شرکت‌کننده مبتلا به هیپراگزالوری روده‌ای، ۶ نفر تحت درمان قرار گرفتند و به‌طور متوسط، این شرکت‌کنندگان کاهش ۲۷ درصدی اگزالات در ادرار خود را تجربه کردند. این نتیجه از نظر آماری معنی‌دار تلقی نمی‌شود، اما امیدهایی را برای مطالعات آینده با حجم نمونه بزرگتر ایجاد می‌کند.

گروه «هیپراگزالوری روده‌ای» همچنین شواهدی  مبنی بر این نشان داد که درجاتی از جهش ژنتیکی در باکتری‌های اصلاح‌شده رخ داده است. با گذشت زمان، اثربخشی باکتری «فوکایکولا ولگاتوس» اصلاح‌شده به‌دلیل انتقال ژن با سویه‌های باکتریایی اطراف کاهش یافت. این امر عوارض جانبی در شرکت‌کنندگان ایجاد نکرد.

نتایج این پژوهش تایید کرد که برخی چالش‌ها همچنان باقی مانده‌اند، اما پیشرفت‌هایی در حال انجام است. تحقیقات آینده می‌تواند به اصلاح روش‌ها و کاهش احتمال جهش در باکتری‌های اصلاح‌شده کمک کند.

محققان در مجموع خوش‌بین هستند و اظهار کردند: ما نشان دادیم که می‌توان انسان‌ها را با یک روده‌ مهندسی‌شده‌ همزیست برای یک دوره‌ پایدار در سطوح بالا کلونیزه کرد. یک دوز از این سویه برای کلونیزه شدن کافی است اگر از معده‌ فرد به‌درستی محافظت شود و حتی در دوزهای بالای پورفیرین، درمان ایمن بود و به‌خوبی تحمل شد.

یافته‌های این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.