آنتی ویتامین‌ها؛ راه‌حل مشکل مقاومت آنتی بیوتیکی
استعداد مشکل‌ساز باکتری‌ها در ایجاد مقاومت دربرابر آنتی‌بیوتیک‌ها یک تهدید سلامتی درحال رشد به‌شمار می‌رود. این توانایی منشا باستانی دارد و موجب می‌شود بیماری‌هایی مانند مِرسا (استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی‌سیلین) و سوزاک، سالیانه درجهان جان حدود ۷۰۰ هزار نفر را بگیرند. این ارگانیسم‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک اکنون درحال پیدا کردن راهی برای آلوده کردن حیوانات دیگری مانند دلفین‌ها هستند. اکنون دانشمندان فکر می‌کنند ممکن است روش دیگری برای درمان بیماری‌های عفونی پیدا کرده باشند که مبتنی‌بر مولکول‌های کمیابی به‌نام آنتی‌ویتامین‌ها است.
آنتی‌بیوتیک‌های معمول، توانایی باکتری را در زمینه‌ی خواندن دستورالعمل‌های ژنتیکی خود یا ساختن دیواره‌های سلولی محافظ مورد هدف قرار می‌دهند؛ اما به‌دلیل مهارت میکروب‌ها در ربودن ژن‌ها از همدیگر و محیط، نیاز داریم که برای پیشی‌گرفتن از تاکتیک‌های به‌شدت انطباق‌پذیر آن‌ها گزینه‌های بیشتری داشته باشیم.
فابین فون پاپنهایم، میکروبیولوژیست و همکارانش تصمیم گرفتند تا درزمینه‌ی پیدا کردن جایگزینی برای آنتی‌بیوتیک‌ها، روی ایجاد اختلال در نیاز باکتری به ویتامین‌ها کار کنند. خود باکتری‌ها از این تاکتیک برای کشتن باکتری‌های رقیب استفاده می‌کنند.
ویتامین‌ها برای ساخت اجزای سلولی، بافت‌ها و انجام فرایندهای سلولی برای تمامی اشکال حیات ضروری هستند. آنتی‌ویتامین‌ها به‌اندازه‌ی کافی شبیه معادل‌های ویتامینی خود هستند که سیستم‌های بیولوژیکی را فریب دهند تا فکر کنند که هر دو یکی هستند اما اندک تفاوت بین آن‌ها موجب می‌شود جایگزین‌های به‌شدت معیوبی باشند و از این طریق عملکرد ویتامین‌ها را مهار کرده و برای باکتری‌هایی که آن‌ها را می‌خورند، سمی هستند. کای تیتمان، متخصص آنزیم‌شناسی مولکولی توضیح داد: «فقط یک اتم اضافی در آنتی‌ویتامین با مهار مکانیک بسیار تنظیم‌شده‌ی ویتامین مانند دانه‌ای شن در یک سیستم چرخ‌دنده‌ی پیچیده عمل می‌کند.»
تاکنون تنها سه آنتی‌ویتامین طبیعی توصیف شده‌اند. آن‌ها عبارت‌اند از رزوﻓﻼویﻦ (RoF) که علیه ویتامین B2 یا ریبوفلاوین عمل می‌کند، گینکگوتوکسین (GT) که آنتی‌ویتامین B6 یا پیریدوکسین است و ۲-متوکسی تیامین (MTh) که با B1 یا تیامین اشتباه گرفته می‌شود.
پژوهشگران از بلورنگاری پروتئین روی آنزیم‌های انسانی و باکتری ای‌کولای استفاده کردند تا ببینند آنتی‌ویتامین B1 چگونه مانند توکسین عمل می‌کند. آن‌ها دریافتند که بخش متیل مولکول (CH3) با گروه متوکسی (O-CH3) جایگزین می‌شود که بزرگ‌تر بوده و موجب بروز اختلال در واکنش‌های متابولیکی می‌شود که B1 در آن‌ها مشارکت می‌کند.
پژوهشگران همچنین با شبیه‌سازی کامپیوتری متوجه شدند که به‌نظر نمی‌رسد پروتئین‌های معادل انسانی تحت‌تأثیر ویتامین فریب‌کار قرار گیرند. برت دگروت، شیمیدان مؤسسه ماکس پلانک گفت: «پروتئین‌های انسانی یا اصلا به آنتی‌ویتامین متصل نشده یا به صورتی متصل می‌شوند که حاصل آن سمیت نیست.» این بدان معنا است که حداقل آنتی‌ویتامین MTh می‌تواند برای ایجاد اختلال در عملکردهای مهم ویتامین‌های متناظرش در باکتری استفاده شود و تأثیری روی سیستم‌های انسانی نداشته باشد. پژوهشگران در مقاله‌ی خود نوشتند: «طبیعت، سیستم‌های آنزیمی را تکامل داده است که می‌توانند به‌طور مؤثر بین ترکیبات مشابهی که ازنظر ساختاری تنها در یک اتم اضافی با هم اختلاف دارند، تفاوت قائل شود... البته، در این مرحله دشوار است که پیش‌بینی کنیم آیا ممکن است باکتری دربرابر MTh مقاومت کسب کند یا اینکه مکانیسم آن را مشخص کنیم.»
درحالی‌که مورد اشاره‌شده تنها یکی از جنبه‌های بسیاری است که قبل از اینکه بتوانیم آنتی‌ویتامین‌ها را جایگزین آنتی‌بیوتیک‌ها کنیم، باید درمورد آن پژوهش کنیم، مطالعه‌ی جدید، گزینه‌ی دیگری را دراختیار ما قرار می‌دهد تا آن را در نبرد همیشه درحال تغییر خود علیه باکتری‌های بیماری‌زا درنظر بگیریم.
نتایج پژوهش جدید در مجله‌ی Nature Chemical Biology منتشر شده است.
نظرات