สามัคคีคือพลัง – เมื่อแบคทีเรีย Pseudomonas aeruginosa ส่งสัญญาณหากัน เพื่อให้รอดจากยาปฏิชีวนะ

เมื่อวันที่ 25 พฤศจิกายน Jean-Louis Bru และคณะ ได้ค้นพบวิธีการที่เชื้อแบคทีเรียก่อโรค Pseudomonas aeruginosa ใช้หลบหลีกจากยาปฏิชีวนะ ซึ่งอาจมีประโยชน์ต่อการพัฒนายาในอนาคต

bacteria
Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa เป็นหนึ่งในเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในระบบทางเดินหายใจ ที่มีอัตราการดื้อยาสูงและสร้างความรุนแรงของโรคค่อนข้างมาก นอกจากที่จะพบเป็นเชื้อก่อโรคหลักภายในโรงพยาบาลแล้ว ในผู้ป่วยที่มีโรคประจำตัวบางอย่าง อาจเพิ่มความเสี่ยงในการติดเชื้อชนิดนี้เพิ่มขึ้น ซึ่งจะเรียกว่าการติดเชื้อฉวยโอกาส

ประเด็นของการทดลองนี้มีอยู่ว่า นอกจากเชื้อจะดื้อยาได้ง่ายแล้ว ยังพบว่าผู้ป่วยมีอัตราการติดเชื้อซ้ำเพิ่มขึ้นอีกด้วย ซึ่ง Jean-Louis Bru และคณะ จึงทำการทดลองขึ้น เพื่อหาว่าเชื้อแบคทีเรียใช้วิธีการใด ในการพัฒนาโครงสร้างให้ทนทานต่อยาปฏิชีวนะ หรืออาจมีกลไกอะไรบางอย่าง ที่ทำให้ยาไม่สามารถเข้าถึงเชื้อได้

Petridish
จานเพาะเชื้อ (Petridish)

การทดลองนี้ของ Jean-Louis Bru และคณะ ได้ตีพิมพ์ใน Journal of Bacteriology ซึ่งได้ศึกษาจากการเลี้ยงเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ในจานเพาะเชื้อ (Petridish) จากนั้นจึงมีการจำลองสภาวะในจานทดลองให้มีสิ่งแวดล้อมเหมือนเยื่อบุผิวของทางเดินหายใจ (เพราะเป็นระบบอวัยวะที่พบการติดเชื้อดังกล่าวได้บ่อย)

ภายในจานเพาะเชื้อ จะมีการจัดบริเวณหนึ่งให้มียาปฏิชีวนะ และในอีกบริเวณหนึ่งให้มีไวรัส Bacteriophage (ไวรัสทำลายแบคทีเรีย) แล้วกระตุ้นให้เชื้อเข้าสู่รูปแบบ “Swarm” ที่สามารถแพร่กระจายและแหวกว่ายผ่านชั้นเจลเลี้ยงเชื้อไปทั่วจานเพาะ

ปรากฏว่าหลังจากที่ปล่อยให้เชื้อแหวกว่ายไปเรื่อย ๆ ลักษณะเหมือนสาหร่อยหรือตะไคร่น้ำบนจานเพาะแล้ว นักวิจัยสังเกตเห็นว่า เชื้อส่วนใหญ่จะเคลื่อนที่อ้อมตำแหน่งหนึ่งบนจาน (เหมือนตีโค้งหักศอกประมาณนั้นเลย) ซึ่งนั่นคือตำแหน่งที่มียาปฏิชีวนะ หรือไวรัส Bacteriophage กระจายอยู่

Pseudomonas aeruginosa
แบคทีเรีย “ว่าย” หลบหลีกบริเวณที่มียาปฏิชีวนะ/ไวรัสบนจานเพาะเชื้อ

 

เหตุใดเชื้อแบคทีเรียจึงว่ายอ้อมตำแหน่งที่มียาปฏิชีวนะหรือไวัส?

นักวิจัยค้นพบว่า เชื้อที่เสี่ยงตายเข้าไปโดนตำแหน่งของยาหรือไวรัส จะปล่อยสารที่มีชื่อว่า Pseudomonas quinolone signaling (PQS) เปรียบเสมือนสัญญาณเตือนภัยให้เชื้อที่ยังอยู่ ให้หลบหลีกบริเวณที่มียาปฏิชีวนะหรือไวรัส

Pseudomonas aeruginosa
แบคทีเรียที่ตายหรืออยู่ในภาวะเครียด หลังได้รับยาปฏิชีวนะ/ไวรัส จะหลั่งสาร PQS เตือนแบคทีเรียที่เหลือ

สารชนิดนี้ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากสิ่งแวดล้อมที่เชื้อเผชิญอยู่นั้น ไม่มีเหมาะสมกับการดำรงชีวิต เกิดเป็นความเครียด หรือ Stress ขึ้น ซึ่งสารชนิดนี้ นอกจากจะสร้างขึ้นมาเพื่อตอบสนองต่อภาวะเครียดแล้ว (โดยคาดว่ามันน่าจะมีประโยชน์บางอย่างกับเชื้อที่กำลังเผชิญสิ่งแวดล้อมอันเลวร้าย) ยังมีส่วนช่วยให้แบคทีเรียที่ยังเหลืออยู่ สามารถมีชีวิตรอดและแพร่พันธุ์ต่อได้ แบบนี้ควรเอาเป็นเยี่ยงอย่างนะครับ เพราะมันคือความสามัคคีที่เชื้อแบคทีเรียตัวจิ๋วมีให้กัน

สรุป – PQS เป็นคำตอบของเรื่องทั้งหมด เมื่อเชื้อ Pseudomonas aeruginosa ตัวใดเข้าสู่สภาวะเครียด (อย่างกรณีนี้คือว่ายไปเจอยาปฏิชีวนะ) จะมีผลิตสารดังกล่าวขึ้น เพื่อเตือนให้เชื้อตัวอื่นเคลื่อนที่ออกห่างจากบริเวณนั้นเสีย สร้างประโยชน์ให้พวกพ้อง ก่อนที่จะจบชีวิตอย่างสมศักดิ์ศรี แต่อนาคตเชื่อว่านักวิทยาศาสตร์ของเรา จะสามารถสร้างยาปฏิชีวนะ ที่มีประสิทธิภาพในการกำจัดเชื้อก่อโรคเหล่านี้ให้ดียิ่งขึ้นครับ

Fact – เซลล์ในร่างกายของมนุษย์ ก็มีกลไกตอบสนองต่อความเครียดคล้ายกับของแบคทีเรียเลยนะครับ กรณีที่้เซลล์ของร่างกายเกิดความเสียหาย และถูกทำลายจากฤทธิ์ของแบคทีเรีย จะมีการหลั่งสารจำพวกไซโตไคน์ (Cytokine) ต่าง ๆ ที่สามารถกระตุ้นให้เกิดการรวมตัวกันของเม็ดเลือดขาวในบริเวณดังกล่าว เป็นการเตือนให้ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายมากำจัดสิ่งแปลกปลอม (แบคทีเรีย) ในบริเวณนี้ครับ