به گزارش زیستنا به نقل از SciTechDaily، در سال ۲۰۰۱، هاگ‌های عامل سیاه‌زخم (Anthrax) طی حملاتی موسوم به «آمریتراکس» (Amerithrax) برای سازمان‌های خبری و اعضای کنگره ارسال شد. این حملات منجر به ابتلای دست‌کم ۲۲ نفر و کشته شدن ۵ نفر شد. پژوهشگران در حال آماده شدن برای مبارزه با گونه‌های باکتری مقاوم به آنتی‌بیوتیک هستند که عامل نگرانی فزاینده‌ای محسوب می‌شوند. اکنون گروهی از محققان پیشرفت‌هایی در جهت ایجاد درمانی حاصل کرده‌اند که می‌تواند عفونت را بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک در موش‌ها درمان کند. نتایج این مطالعه در ژورنال ACS Infectious Diseases گزارش داده شده است.
باسیلوس آنتراسیس (Bacillus anthracis) نوعی باکتری گرم مثبت و میله‌ای شکل است. قرار گرفتن در معرض هاگ آن، از طریق بلع، استنشاق یا بریدگی پوست، می‌تواند منجر به عفونت سیاه‌زخم شود. عفونت سیاه‌زخم می‌تواند به مشکلات تنفسی، زخم‌های پوستی یا حتی مرگ منتهی شود. اگرچه آنتی‌بیوتیک‌های ضد سیاه‌زخم وجود دارد، اما طی زمان می‌تواند مقاومت به این داروها ایجاد شود.
یکی از انواع B. anthracis، به نام سویه ایمز (Ames)، به‌طور ویژه‌ای مهلک است زیرا باکتری می‌تواند خود را در کپسول محافظی از پلی-دی-گلوتامیک اسید (poly-D-glutamic acid) بپیچاند. این محافظ مانند پوششی نامرئی عمل می‌کند که به باکتری‌ها کمک می‌کند تا از سیستم ایمنی بدن انسان بگریزد. آنزیمی به نام CapD مربوط به B. anthracis مواد کپسول را به باکتری‌ها متصل می‌کند. بااین‌حال، مطالعات پیشین گزارش داده‌اند که می‌توان این آنزیم را به گونه‌ای مهندسی کرد که به‌جای اتصال کپسول، آن را تجزیه کند و باکتری‌ها را به سیستم ایمنی حساس کند.
همچنین مطالعات نشان داده‌اند که قرار دادن CapD مهندسی‌شده در اختیار موش‌ها می‌تواند به درمان عفونت سیاه‌زخم سویه ایمز بدون استفاده از آنتی‌بیوتیک کمک کند. علاوه بر این، پاتریشیا لگلر (Patricia Legler) و همکارانش نشان داده‌اند که اضافه کردن پلی‌اتیلن گلیکول (PolyEthylene Glycol) یا به‌اختصار PEG به این نسخه از CapD می‌تواند به ماندگاری طولانی‌تر آنزیم و افزایش بقای موش کمک کند. گروه پژوهشی در این مطالعه جدید می‌خواستند این درمان را حتی بیش از این بهینه‌سازی کنند.
دانشمندان برای افزایش طول عمر آنزیم بازمهندسی شده در بدن و ایجاد اثر بیشتر، PEG را اضافه کردند و پروتئین CapD را با بخشی از یک آنتی‌بادی موش به یکدیگر متصل کردند. این کار منجر به اتصال دو آنزیم CapD به یکدیگر شد که در اصل قدرت اتصال کپسول آن را دو برابر می‌کرد. محققان چندین نسخه از این آنزیم را ایجاد کردند و آن‌ها را در معرض دورهای متعدد بهینه‌سازی قرار دادند، بخش‌های مختلف را حذف و اضافه کردند تا اینکه یک توالی به دست آوردند که هم شکل سه‌بعدی خود را حفظ می‌کرد و هم در محدوده‌ای از مقادیر pH مطابق انتظار عمل می‌کرد.
هنگامی‌که این سازه در مدلی موش آزمایش شد، بیشتر از نسخه قبلی یعنی نسخه غیر متصل به آنتی‌بادی دوام آورد، البته فعالیت آن کاهش یافته بود. دانشمندان می‌گویند که پژوهش‌های بیشتری برای تولید سازه آرمانی مورد نیاز است، اما این نتایج گامی مهم در جهت ایجاد درمان بهتر در برابر سویه‌های B. anthracis مقاوم به آنتی‌بیوتیک است.
منبع: SciTechDaily
Journal Reference:
Matharoo, Khushie, Jennifer Chua, Junyoung R. Park, Susham Ingavale, Tanya M. Jelacic, Kayla M. Jurkouich, Jaimee R. Compton, et al. “Engineering an Fc-Fusion of a Capsule Degrading Enzyme for the Treatment of Anthrax.” ACS Infectious Diseases ۸, no. 10 (October 14, 2022): 2133–۴۸. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.2c00227.