یکی از واضح‌ترین عکس های جهان و آشکار شدن ساختاری غیرمنتظره!
غشا بیرونی یک مانع بزرگ در برابر آنتی بیوتیک ها محسوب می شود و عاملی مهم در مقاوم‌سازی باکتری های عفونی در برابر درمان های پزشکی است.
با استفاده از تکنیکی میکروسکوپی برای بررسی دنیای نانو، پژوهشگران واضح‌ترین تصاویری که تاکنون از باکتری زنده گرفته شده است را ایجاد کرده اند. تصاویر با وضوح بالا مجموعه ای از پروتئین ها که غشای بیرونی را شکل می دهند را نشان داده و به طور بالقوه می تواند روشی جدید برای حمله به این ارگانیسم ها را در اختیار دانشمندان قرار دهد.
در مطالعه ای که در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، پژوهشگران انگلیسی و آمریکایی تصاویری از باکتری میله ای شکل اشریشیا کلی که به طور معمول در دستگاه گوارش انسان وجود دارد و به گوارش غذا کمک می کند، ارائه کردند. این نوعی عمدتا بی ضرر است اما برخی انواع باکتری ئی. کولای می توانند موجب بیماری شدید شوند. در سال های اخیر، دانشمندان نشان داده اند که این انواع بیماری‌زا در برابر آنتی بیوتیک ها مقاوم‌تر هستند.
باکتری ها موجوداتی فوق العاده کوچک هستند. در شرایطی که میکروسکوپ های عادی می توانند باکتری ها را به شکل توده هایی میله ای شکل که در سرتاسر یک لام شیشه ای پراکنده شده اند، نشان دهند اما تصویر خوبی از ساختار بدن باکتری و غشا بیرونی که از آن در برابر داروها محافظت می کند، ارائه نمی کنند.
[واضح‌ترین عکس از باکتری زنده و آشکار شدن ساختار غشایی غیرمنتظره]
به گفته بارت هوگن‌بوم، متخصص نانوفناوری در دانشگاه کالج لندن و یکی از نویسندگان مقاله، غشا بیرونی یک مانع بزرگ در برابر آنتی بیوتیک ها محسوب می شود و عاملی مهم در مقاوم‌سازی باکتری های عفونی در برابر درمان های پزشکی است. هوگن‌بوم و تیم وی قصد داشتند تا نگاه دقیق‌تری به باکتری ها داشته و از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای مطالعه غشا بیرونی باکتری ها با جزئیات بیشتر استفاده کردند.
میکروسکوپ نیروی اتمی گزینه ای قدرتمند برای مطالعه اجسامی است که در حد نانومتر طول دارند. یک نانومتر برابر با یک میلیونیم یک میلیمتر است. این دستگاه به یک رایانه متصل است و با استفاده از آن می توان سطح اجسام بسیار ریز را مطالعه کرد.
زمانی که تیم پژوهشی از میکروسکوپ نیروی اتمی برای بررسی سطح یک باکتری ئی. کولای زنده استفاده کردند، دریافتند که آن را موزائیکی از پروتئین ها شکل داده اند. بیشتر قسمت های غشا بیرونی عمدتا با پروتئین های ثابت پوشیده شده بود، اما جزایری فاقد پروتئین نیز وجود داشتند که در عوض مملو از مولکول های لیپید قندی بودند.
به گفته هوگن‌بوم، این نشان می دهد که ممکن است نفوذ به قسمت های داخلی باکتری به یک اندازه دشوار نباشد بلکه نقاط قوی‌تر و ضعیف‌تری وجود داشته باشند که می توانند توسط آنتی بیوتیک ها هدف قرار بگیرند.
باکتری ها با توجه به غشاهای بیرونی خود به دو دسته باکتری های گرم-منفی، مانند ئی. کولای و باکتری های گرم-مثبت، مانند استافیلوکوک تقسیم می کنند. «گرم» در اینجا ارتباطی با وزن ندارد، بلکه با یک تست خاص طراحی شده برای تفکیک سریع باکتری ها بر اساس دیواره سلولی آنها مرتبط است. باکتری های گرم-منفی دارای دیواره سلولی نفوذناپذیرتر هستند که کار را برای آنتی بیوتیک ها در ارائه عملکرد درست خود و از بین بردن میکروب ها دشوار می کند.
مقاومت آنتی بیوتیکی درمان بیماری های عفونی را دشوارتر می کند و می تواند عفونت های رایج را به گزینه هایی تهدیدکننده زندگی تبدیل کند. سازمان بهداشت جهانی طی چند سال گذشته همواره مقاومت آنتی بیوتیکی را به عنوان یک تهدید سلامت جهانی فهرست کرده است زیرا این پتانسیل را دارد تا سیستم های مراقبت های بهداشتی و درمانی را دچار مشکل کند.
این که وصله های پروتئینی غشا بیرونی ممکن است بر استحکام پوشش محافظ باکتری تاثیر بگذارد یا این که چگونه به مبارزه با مقاومت آنتی بیوتیکی کمک کند، هنوز مشخص نیست. اما دانشمندان با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی پیشرفته می توانند پنجره ای به سوی قلمرویی که قبلا دیده نشده بود، باز کنند.