विज्ञान प्रतिजैविक-प्रतिरोधक बॅक्टेरियाशी कसे लढते

पेनिसिलीनचा शोध लागल्यानंतर आता आपल्याला जंतूंची भीती राहणार नाही, असे आम्हाला वाटले. पण आम्ही चुकलो. हे खरे युद्धासारखे आहे. जीवाणूंच्या हल्ल्यांपासून बचावाची नवीन साधने माणसाने शोधून काढली. प्रत्युत्तरादाखल, सूक्ष्मजीव शस्त्रे सुधारतात, सैनिकांना प्रशिक्षण देतात, क्लृप्ती वापरतात आणि तोडफोड गट करतात. प्रतिजैविक प्रतिरोधक संसर्गाची समस्या इतकी गंभीर बनली आहे की नुकतेच संयुक्त राष्ट्र महासभेचे विशेष सत्र त्यास समर्पित करण्यात आले. सादर केलेल्या आकडेवारीनुसार, औषध-प्रतिरोधक संसर्गामुळे दरवर्षी किमान 700,000 लोकांचा मृत्यू होतो. अविनाशी सूक्ष्मजीव जागतिक हवामान बदल आणि ग्रहांच्या प्रमाणात इतर समस्यांच्या बरोबरीने आहेत.

मेथिसिलिन-प्रतिरोधक स्टॅफिलोकोकस ऑरियस (MRSA) हा एक जीवाणू आहे जो अनेक प्रतिजैविकांना (विशेषतः पेनिसिलिन) प्रतिरोधक आहे. यामुळे गंभीर न्यूमोनिया आणि सेप्सिस होतो. अर्थात, प्रत्यक्षात, सूक्ष्मजंतू असे दिसत नाही: वाईट हसणे ही कलाकाराची कल्पनारम्य आहे. फोटो: "श्रोडिंगरची मांजर"

2003 च्या हिवाळ्यात, 21 वर्षीय यशस्वी सॉकरपटू रिकी लॅनेटीला खोकला आणि नंतर मळमळ झाली. काही दिवसांनी रिकीच्या आईने तिच्या मुलाला डॉक्टरकडे जाण्यास भाग पाडले. सर्व लक्षणे फ्लूच्या विषाणूकडे निर्देश करतात, म्हणून त्याने रिकीला अँटीबायोटिक्स लिहून दिले नाहीत, कारण ते व्हायरस नव्हे तर बॅक्टेरिया मारतात. पण हा आजार दूर झाला नाही, आणि आई रिकीला स्थानिक रुग्णालयात घेऊन गेली - तोपर्यंत, तरुणाची मूत्रपिंड आधीच निकामी झाली होती. त्याला दोन मजबूत प्रतिजैविके लिहून दिली होती: सेफेपिम आणि व्हॅनकोमायसिन. पण एका दिवसातच रिकीचा मृत्यू झाला. चाचण्यांमधून असे दिसून आले की किलर मेथिसिलिन-प्रतिरोधक स्टॅफिलोकोकस ऑरियस (MRSA), एक विषारी जीवाणू आहे जो एकाधिक प्रतिजैविकांना प्रतिरोधक आहे.

MRSA सारख्या स्ट्रेनला आता सुपरमाइक्रोब्स म्हणून संबोधले जाते. भयपट नायकांप्रमाणे, ते उत्परिवर्तन करतात आणि महासत्ता प्राप्त करतात जे त्यांना त्यांच्या शत्रूंचा प्रतिकार करू देतात - प्रतिजैविक.

प्रतिजैविकांच्या युगाचा अंत

1928 मध्ये, सुट्टीवरून परतल्यानंतर, ब्रिटीश जीवशास्त्रज्ञ अलेक्झांडर फ्लेमिंग यांनी शोधून काढले की त्यांनी अनवधानाने सोडलेल्या जिवाणू संस्कृती असलेल्या पेट्री डिशमध्ये साच्याने वाढलेले होते. एक सामान्य व्यक्ती ते घेईल आणि फेकून देईल, परंतु फ्लेमिंगने सूक्ष्मजीवांचे काय झाले याचा अभ्यास करण्यास सुरुवात केली. आणि मला आढळले की ज्या ठिकाणी मूस आहे तेथे स्टॅफिलोकोकस बॅक्टेरिया नाहीत. अशा प्रकारे पेनिसिलिनचा शोध लागला.

फ्लेमिंगने लिहिले: "जेव्हा मला 28 सप्टेंबर 1928 रोजी जाग आली, तेव्हा मी जगातील पहिले प्रतिजैविक शोधून औषधात क्रांती घडवून आणण्याची योजना आखली नव्हती, परंतु मला विश्वास आहे की मी तेच केले." 1945 मध्ये पेनिसिलिनच्या शोधासाठी ब्रिटीश जीवशास्त्रज्ञांना फिजियोलॉजी किंवा मेडिसिनमध्ये नोबेल पारितोषिक मिळाले (हॉवर्ड फ्लोरी आणि अर्न्स्ट चेन यांच्यासमवेत, ज्यांनी पदार्थ शुद्ध करण्याचे तंत्रज्ञान विकसित केले).

संसर्गजन्य रोगांविरूद्धच्या लढ्यात प्रतिजैविक परवडणारे आणि विश्वासार्ह सहाय्यक आहेत या वस्तुस्थितीची आधुनिक माणसाला सवय आहे. घसा खवखवणे किंवा हातावर ओरखडे आल्याने कोणीही घाबरत नाही. जरी दोनशे वर्षांपूर्वी, यामुळे गंभीर आरोग्य समस्या आणि मृत्यू देखील होऊ शकतो. 20 वे शतक हे प्रतिजैविकांचे युग होते. लसीकरणासह, त्यांनी लाखो, कदाचित कोट्यवधी लोक वाचवले जे संक्रमणामुळे नक्कीच मरण पावले असतील. लस, देवाचे आभार, योग्यरित्या कार्य करत आहेत (डॉक्टर लस लढाऊंच्या सामाजिक चळवळीचा गंभीरपणे विचार करत नाहीत). परंतु प्रतिजैविकांचे युग संपत चालले आहे. शत्रू येत आहे.

सुपरमाइक्रोब्स कसे जन्माला येतात

एकल-पेशी प्राण्यांनी प्रथम (3.5 अब्ज वर्षांपूर्वी) ग्रह शोधण्यास सुरुवात केली - आणि सतत एकमेकांशी लढले. मग बहुकोशिकीय जीव दिसू लागले: वनस्पती, आर्थ्रोपॉड्स, मासे ... ज्यांनी एककोशिकीय स्थिती टिकवून ठेवली त्यांनी विचार केला: जर आपण गृहकलह संपवला आणि नवीन प्रदेश काबीज करायला सुरुवात केली तर? मल्टीसेल्युलर आत सुरक्षित आहे आणि भरपूर अन्न आहे. हल्ला! सूक्ष्मजंतू एका प्राण्यापासून दुस-या प्राण्यामध्ये जाईपर्यंत ते एखाद्या व्यक्तीकडे जाईपर्यंत. खरे आहे, जर काही जीवाणू "चांगले" होते आणि मालकास मदत करतात, तर इतरांनी फक्त हानी केली.

लोकांनी या "वाईट" सूक्ष्मजंतूंचा आंधळेपणाने विरोध केला: त्यांनी अलग ठेवणे सुरू केले आणि रक्तपात करण्याचा सराव केला (बर्‍याच काळापासून सर्व रोगांशी लढण्याचा हा एकमेव मार्ग होता). आणि केवळ XIX शतकात हे स्पष्ट झाले की शत्रूचा चेहरा आहे. हात धुण्यास सुरुवात झाली, रुग्णालये आणि शस्त्रक्रिया उपकरणांवर जंतुनाशकांचा उपचार केला जाऊ लागला. प्रतिजैविकांच्या शोधानंतर, असे दिसते की मानवजातीला संक्रमणाशी लढण्याचे एक विश्वसनीय साधन मिळाले आहे. परंतु बॅक्टेरिया आणि इतर एकल-पेशी असलेल्या जीवांना उबदार जागा सोडायची नव्हती आणि त्यांनी औषधांचा प्रतिकार करण्यास सुरवात केली.

सुपरमाइक्रोब वेगवेगळ्या प्रकारे प्रतिजैविकाचा प्रतिकार करू शकतो. उदाहरणार्थ, ते एंजाइम तयार करण्यास सक्षम आहे जे औषध खराब करतात. कधीकधी तो फक्त भाग्यवान असतो: उत्परिवर्तनांच्या परिणामी, त्याची पडदा अभेद्य बनते - एक कवच ज्यावर औषधांचा वापर करून जोरदार धक्का बसतो. प्रतिरोधक जीवाणू वेगवेगळ्या प्रकारे जन्माला येतात. काहीवेळा, क्षैतिज जनुक हस्तांतरणाच्या परिणामी, मानवांसाठी हानिकारक जीवाणू फायदेशीर लोकांकडून औषध संरक्षण घेतात.

मेथिसिलिन-प्रतिरोधक स्टॅफिलोकोकस ऑरियस (MRSA) ची दुसरी, अधिक वास्तववादी प्रतिमा. दरवर्षी तो अधिक प्रमाणात पसरतो, विशेषत: रुग्णालयांमध्ये आणि कमकुवत रोगप्रतिकारक शक्ती असलेल्या लोकांमध्ये. काही अहवालांनुसार, युनायटेड स्टेट्समध्ये, या सूक्ष्मजंतूमुळे दरवर्षी सुमारे 18 हजार लोकांचा मृत्यू होतो (आजारी आणि मृतांची अचूक संख्या निश्चित करणे अद्याप अशक्य आहे). फोटो: "श्रोडिंगरची मांजर"

कधीकधी एखादी व्यक्ती स्वतःच शरीराला किलर बॅक्टेरियाच्या प्रशिक्षण केंद्रात बदलते. समजा आपण प्रतिजैविकांनी न्यूमोनियाचा उपचार करतो. डॉक्टरांनी सांगितले: तुम्हाला दहा दिवस औषध घेणे आवश्यक आहे. पण पाचव्या दिवशी, सर्व काही निघून जाते आणि आम्ही ठरवतो की शरीराला सर्व प्रकारच्या घाणीने विष देणे आणि ते घेणे थांबवणे पुरेसे आहे. या टप्प्यावर, आम्ही आधीच काही जीवाणू मारले आहेत जे औषधांना कमीतकमी प्रतिरोधक आहेत. परंतु सर्वात बलवान जिवंत राहिले आणि पुनरुत्पादन करण्यास सक्षम होते. त्यामुळे आमच्या कडक मार्गदर्शनाखाली नैसर्गिक निवडीचे काम सुरू झाले.

"औषध प्रतिरोध ही उत्क्रांतीची एक नैसर्गिक घटना आहे. प्रतिजैविकांच्या प्रभावाखाली, अतिसंवेदनशील सूक्ष्मजीव मरतात, तर प्रतिरोधक राहतात. आणि ते गुणाकार होऊ लागतात, त्यांच्या संततीला आणि काही प्रकरणांमध्ये इतर सूक्ष्मजीवांना प्रतिकार करतात," हे स्पष्ट करते. जागतिक आरोग्य संघटना.

एकल-पेशी हल्ला

2016 च्या शरद ऋतूमध्ये, संयुक्त राष्ट्र महासभेची एक बैठक न्यूयॉर्कमध्ये होत आहे, ज्यामध्ये 193 देशांचे प्रतिनिधी उपस्थित आहेत, म्हणजे संपूर्ण ग्रह. सहसा, येथे युद्ध आणि शांततेच्या मुद्द्यांवर चर्चा केली जाते. पण आता आपण सीरियाबद्दल बोलत नाही, तर औषधांविरुद्ध प्रतिकारशक्ती निर्माण करणाऱ्या सूक्ष्मजंतूंबद्दल बोलत आहोत.

अंदाज भयानक आहे. “पॅथोजेनिक सूक्ष्मजीवांच्या प्रतिजैविकांना प्रतिकार करण्याची पातळी आणि त्याहूनही वाईट म्हणजे, राखीव प्रतिजैविकांची पातळी सातत्याने वाढत असल्याने रुग्णांना संसर्ग बरा करणे कठीण होत चालले आहे. नवीन प्रतिजैविकांच्या अत्यंत संथ विकासासह, यामुळे श्वसन आणि त्वचेवर रोग होण्याची शक्यता वाढते. संक्रमण, मूत्रमार्गात संक्रमण मार्ग, रक्त प्रवाह असाध्य होऊ शकतो आणि त्यामुळे घातक ठरू शकतो," WHO युरोपियन कार्यालयातील डॉ. नेद्रेत एमिरोग्लू स्पष्ट करतात.

या आजारांच्या यादीत मी नक्कीच मलेरिया आणि क्षयरोगाचा समावेश करेन. अलिकडच्या वर्षांत, त्यांच्याशी लढणे अधिक कठीण झाले आहे, कारण रोगजनक औषधांना प्रतिरोधक बनले आहेत, युरी वेन्गेरोव्ह निर्दिष्ट करतात.

आरोग्य सुरक्षेसाठी डब्ल्यूएचओचे सहाय्यक महासंचालक केजी फुकुडा त्याच गोष्टीबद्दल म्हणतात: "अँटीबायोटिक्स त्यांची प्रभावीता गमावत आहेत, ज्यामुळे अनेक दशकांपासून बरे झालेले सामान्य संक्रमण आणि किरकोळ जखम आता पुन्हा मारू शकतात."

बॅक्टेरियोफेजचे मॉडेल जे सूक्ष्मजंतूला संक्रमित करते. हे विषाणू बॅक्टेरियावर आक्रमण करतात आणि त्यांचे लिसिस, म्हणजेच विघटन करतात. जरी 20 व्या शतकाच्या सुरूवातीस बॅक्टेरियोफेजेस शोधले गेले असले तरी, ते फक्त अधिकृत वैद्यकीय संदर्भ पुस्तकांमध्ये समाविष्ट केले जात आहेत. फोटो: "श्रोडिंगरची मांजर"

बॅक्टेरियांनी विशेषत: आवेशाने प्रतिकार करण्यास सुरुवात केली जेव्हा प्रतिजैविकांचा वापर रुग्णालयांमध्ये आणि शेतीमध्ये मोठ्या प्रमाणात होऊ लागला, असे बायोकेमिस्ट कॉन्स्टँटिन मिरोश्निकोव्ह (केमिस्ट्रीचे डॉक्टर, इन्स्टिट्यूट ऑफ बायोऑर्गेनिक केमिस्ट्रीच्या आण्विक जैव अभियांत्रिकी प्रयोगशाळेचे प्रमुख) आणि एम. एम. शे. एम. शे. .ए. ओव्हचिनिकोव्ह आरएएस). - उदाहरणार्थ, कोंबडीतील रोग थांबवण्यासाठी शेतकरी हजारो टन प्रतिजैविकांचा वापर करतात. अनेकदा प्रतिबंधासाठी, ज्यामुळे जीवाणू शत्रूला चांगल्या प्रकारे ओळखू शकतात, त्याची सवय लावतात आणि प्रतिकार विकसित करतात. आता प्रतिजैविकांचा वापर कायद्याने मर्यादित होऊ लागला. मला विश्वास आहे की अशा मुद्द्यांची सार्वजनिक चर्चा आणि कायदा आणखी कडक केल्याने प्रतिरोधक जीवाणूंची वाढ मंदावेल. पण त्यांना थांबवले जाणार नाही.

नवीन प्रतिजैविक तयार करण्याच्या शक्यता जवळजवळ संपल्या आहेत आणि जुने अयशस्वी होत आहेत. काही क्षणी, आम्ही संक्रमणाविरूद्ध शक्तीहीन होऊ, - युरी वेन्गेरोव्ह कबूल करतात. - हे समजून घेणे देखील महत्त्वाचे आहे की प्रतिजैविक केवळ औषधात बदलतात जेव्हा सूक्ष्मजंतू नष्ट करू शकतात, परंतु एखाद्या व्यक्तीला हानी पोहोचवू शकत नाहीत. असे पदार्थ शोधण्याची शक्यता कमी आणि कमी आहे.

शत्रू जिंकला का?

वर्ल्ड हेल्थ ऑर्गनायझेशन वेळोवेळी पॅनीक स्टेटमेंट प्रकाशित करते: ते म्हणतात की प्रथम-लाइन अँटीबायोटिक्स यापुढे प्रभावी नाहीत, अधिक आधुनिक औषधे देखील कॅपिट्युलेशनच्या जवळ आहेत आणि मूलभूतपणे नवीन औषधे अद्याप दिसून आलेली नाहीत. युद्ध हरले आहे का?

सूक्ष्मजंतूंशी लढण्याचे दोन मार्ग आहेत, - जीवशास्त्रज्ञ डेनिस कुझमिन म्हणतात (जीवशास्त्रातील पीएचडी, रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या बायोऑर्गेनिक केमिस्ट्री संस्थेच्या शैक्षणिक आणि वैज्ञानिक केंद्राचे कर्मचारी). - प्रथम, विशिष्ट जीव आणि लक्ष्यांवर परिणाम करणारे नवीन प्रतिजैविक शोधणे, कारण ते "मोठ्या कॅलिबर" प्रतिजैविके आहेत जे एकाच वेळी संपूर्ण बॅक्टेरियावर परिणाम करतात ज्यामुळे प्रतिकारशक्तीची वाढ होते. उदाहरणार्थ, विशिष्ट चयापचय असलेल्या बॅक्टेरियमचे सेवन केल्यावरच कार्य करण्यास सुरुवात करणारी औषधे तयार करणे शक्य आहे. शिवाय, प्रतिजैविकांचे निर्माते - सूक्ष्मजंतू तयार करतात - नवीन ठिकाणी शोधले जाणे आवश्यक आहे, नैसर्गिक स्त्रोतांचा अधिक सक्रियपणे वापर करणे, त्यांच्या निवासस्थानाचे अद्वितीय भौगोलिक आणि पर्यावरणीय क्षेत्रे. दुसरे म्हणजे, प्रतिजैविक उत्पादक मिळविण्यासाठी आणि त्यांची लागवड करण्यासाठी नवीन तंत्रज्ञान विकसित केले पाहिजे.

या दोन पद्धती आधीच अंमलात आणल्या जात आहेत. प्रतिजैविक शोधण्यासाठी आणि चाचणी करण्यासाठी नवीन पद्धती विकसित केल्या जात आहेत. नवीन पिढीची शस्त्रे बनू शकणारे सूक्ष्मजीव सर्वत्र शोधले जात आहेत: कुजलेल्या वनस्पती आणि प्राण्यांचे अवशेष, गाळ, तलाव आणि नद्या, हवा ... उदाहरणार्थ, शास्त्रज्ञांनी त्वचेवर तयार होणाऱ्या श्लेष्मापासून प्रतिजैविक पदार्थ वेगळे करण्यात व्यवस्थापित केले. बेडूक. दुधाच्या भांड्यात बेडूक घालण्याची प्राचीन परंपरा लक्षात ठेवा जेणेकरून ते आंबट होऊ नये? आता या यंत्रणेचा अभ्यास करण्यात आला असून ते वैद्यकीय तंत्रज्ञानात आणण्याचा त्यांचा प्रयत्न आहे.

दुसरे उदाहरण. अगदी अलीकडे, नवीन प्रतिजैविकांच्या शोधासाठी संशोधन संस्थेतील रशियन शास्त्रज्ञ. जी.एफ. गॉस यांनी खाद्य मशरूमच्या रहिवाशांवर संशोधन केले आणि नवीन औषधांचे अनेक संभाव्य स्त्रोत शोधले.

आयसीबीएफएम एसबी आरएएसच्या बायोमेडिकल रसायनशास्त्राच्या रशियन-अमेरिकन प्रयोगशाळेत काम करणारे नोवोसिबिर्स्कचे शास्त्रज्ञ दुसरीकडे गेले. त्यांनी पदार्थांचा एक नवीन वर्ग विकसित करण्यात व्यवस्थापित केले - फॉस्फोरीलगुआनिडाइन्स (उच्चार करणे कठीण आहे आणि ते लिहिणे सोपे नाही). हे न्यूक्लिक अॅसिडचे कृत्रिम अॅनालॉग आहेत (अधिक तंतोतंत, त्यांचे तुकडे), जे सहजपणे सेलमध्ये प्रवेश करतात आणि त्याच्या डीएनए आणि आरएनएशी संवाद साधतात. प्रत्येक विशिष्ट रोगजनकासाठी त्याच्या जीनोमच्या विश्लेषणावर आधारित असे तुकडे तयार केले जाऊ शकतात. या प्रकल्पाचे नेतृत्व अमेरिकन सिडनी ऑल्टमन (1989 मध्ये रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक विजेते (थॉमस चेक यांच्यासमवेत) करत आहेत. येल विद्यापीठाचे प्राध्यापक. 2013 मध्ये त्यांना रशियन मेगा-ग्रँट मिळाले आणि त्यांनी इन्स्टिट्यूट ऑफ केमिकल बायोलॉजी अँड फंडामेंटल मेडिसिनमध्ये काम करण्यास सुरुवात केली रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसची सायबेरियन शाखा).

परंतु संक्रमणाविरूद्ध औषधे शोधण्याचे सर्वात लोकप्रिय क्षेत्र म्हणजे बॅक्टेरियोफेजेस आणि अँटीमाइक्रोबियल पेप्टाइड्स.

डबक्यातून सहयोगी

पक्ष्यांच्या नजरेतून, IBCh RAS इमारत DNA दुहेरी हेलिक्ससारखी दिसते. आणि गेटच्या बाहेर एक न समजणारे शिल्प उभे आहे. प्लेट स्पष्ट करते की हे अँटीबायोटिक व्हॅलिनोमायसिनचे एक कॉम्प्लेक्स आहे ज्यामध्ये मध्यभागी पोटॅशियम आयन आहे. पन्नास वर्षांपूर्वी, संस्थेच्या कर्मचार्‍यांना हे समजले की धातूचे आयन एकमेकांना कसे बांधतात आणि आयनोफोर्समुळे ते सेल झिल्लीतून कसे जातात.

आता IBCh दुसर्‍या विषयावर काम करत आहे - बॅक्टेरियोफेजेस. हे विशेष विषाणू आहेत जे निवडकपणे जीवाणूंवर हल्ला करतात. आण्विक जैव अभियांत्रिकी प्रयोगशाळेचे प्रमुख, कॉन्स्टँटिन मिरोश्निकोव्ह, प्रेमाने त्यांच्या बॅक्टेरियोफेज वॉर्ड्सचे प्राणी म्हणतात.

Phages चांगले आणि त्याच वेळी वाईट आहेत कारण ते विशिष्ट रोगजनकांवर कार्य करतात. एकीकडे, आम्ही केवळ त्या सूक्ष्मजंतूंवर लक्ष केंद्रित करतो जे जीवनात व्यत्यय आणतात आणि बाकीच्यांना त्रास देत नाहीत आणि दुसरीकडे, योग्य फेज शोधण्यासाठी वेळ लागतो, जो सहसा पुरेसा नसतो - प्रयोगशाळेचे प्रमुख हसतो

बॅक्टेरिया आणि बॅक्टेरियोफेजेस दोन्ही प्रत्येक डब्यात असतात. ते सतत एकमेकांशी लढत आहेत, परंतु लाखो वर्षांपासून कोणतीही बाजू एकमेकांना पराभूत करू शकत नाही. एखाद्या व्यक्तीला गोदामात त्याच्या शरीरावर किंवा बटाट्यांवर हल्ला करणाऱ्या बॅक्टेरियांवर मात करायची असेल, तर संबंधित बॅक्टेरियोफेजेस बॅक्टेरियाच्या प्रजनन साइटवर वितरित करणे आवश्यक आहे. येथे एक रूपक आहे, उदाहरणार्थ: जेव्हा त्यांनी बल्गेरियामध्ये गोल्डन सँड्सचा किनारा विकसित केला तेव्हा तेथे बरेच साप होते, त्यानंतर त्यांनी बरेच हेजहॉग आणले आणि त्यांनी त्वरीत प्राण्यांचे संतुलन हलवले.

दोन वर्षांपूर्वी, आम्ही दिमित्रोव्ह जवळील रोगाचेव्हो कृषी उद्यानात सहकार्य करण्यास सुरुवात केली. संस्थेचे महासंचालक, अलेक्झांडर चुएन्को, माजी इलेक्ट्रॉनिक्स अभियंता आणि एक ज्ञानी भांडवलदार आहेत, वैज्ञानिक दृष्टिकोनापासून परके नाहीत, - कॉन्स्टँटिन म्हणतात. - बटाट्याचे पीक पेक्टोलाइटिक बॅक्टेरियाने खाल्ले होते - मऊ रॉट जे गोदामांमध्ये राहतात. समस्येचे निराकरण न झाल्यास, बटाटे त्वरीत टन दुर्गंधीयुक्त स्लरीमध्ये बदलतात. फेजसह बटाट्यांवर उपचार केल्याने संसर्गाचा विकास कमी होतो - उत्पादन स्टोरेजमध्ये आणि स्टोअरच्या शेल्फ् 'चे अव रुप या दोन्ही ठिकाणी त्याची चव आणि सादरीकरण जास्त काळ टिकवून ठेवते. त्याच वेळी, फेजेसने पुट्रेफॅक्टिव्ह सूक्ष्मजंतूंवर हल्ला केला आणि बायोडिग्रेड केले - ते डीएनए कण, प्रथिने मध्ये विघटित झाले आणि इतर सूक्ष्मजीवांना खायला गेले. यशस्वी चाचण्यांनंतर, अनेक मोठ्या कृषी संकुलांच्या व्यवस्थापनाला पिकाच्या अशा जैवसंरक्षणात रस निर्माण झाला.

तुम्ही योग्य बॅक्टेरियोफेजेस शोधून त्यांना उतारा म्हणून कसे व्यवस्थापित केले? पुस्तकांच्या स्टॅकच्या वरच्या टॉय फेजकडे नजर टाकत मी विचारले.

शोधण्यासाठी एक क्लासिक डबल अगर पद्धत आहे. प्रथम, पेट्री डिशमध्ये आगरच्या पहिल्या थरावर बॅक्टेरियाचा एक प्रकार ठेवा, वरच्या डब्यातून पाणी घाला आणि आगरचा दुसरा थर लावा. काही काळानंतर, या चिखलाच्या लॉनवर एक स्वच्छ स्पॉट दिसून येतो, याचा अर्थ असा होतो की फेजने जीवाणू खाल्ले. आम्ही फेज वेगळे करतो आणि त्याचा अभ्यास करतो.

मिरोश्निकोव्हच्या प्रयोगशाळेला, रशियन आणि परदेशी सहकाऱ्यांसह, बटाटा रोगजनकांच्या अभ्यासासाठी आणि निदानासाठी रशियन सायन्स फाउंडेशनकडून अनुदान मिळाले. यावर काम करण्यासारखे काहीतरी आहे: वनस्पतींच्या जीवाणूंचा अभ्यास मानवांपेक्षा खूपच वाईट आहे. तथापि, आपल्या शरीरासह, खूप, अस्पष्ट भरपूर. शास्त्रज्ञांच्या मते, डॉक्टर एखाद्या व्यक्तीची तपासणी कशी करतात असे नाही: सर्व चाचण्या आणि परीक्षा प्रतिजैविकांसाठी तयार केल्या जातात आणि फेज थेरपीसाठी इतर पद्धती आवश्यक असतात.

फेज थेरपी हे सध्याच्या अर्थाने औषध नाही, तर एक सर्वसमावेशक सेवा आहे ज्यामध्ये जलद निदान आणि विशिष्ट रोगजनकांवर योग्य उपाय निवडणे समाविष्ट आहे. रशियामध्ये, फेजची तयारी औषधांच्या यादीमध्ये समाविष्ट केली गेली आहे, परंतु थेरपिस्टच्या मार्गदर्शक तत्त्वांमध्ये त्यांचा उल्लेख नाही. त्यामुळे या विषयातील डॉक्टरांना स्वत:च्या जोखमीवर आणि जोखमीवर फेज वापरण्यास भाग पाडले जाते. आणि पोलंडमध्ये, उदाहरणार्थ, कायदा म्हणतो की जर एखादा रुग्ण पारंपारिक पुराव्यावर आधारित औषधाने बरा होऊ शकत नसेल, तर तुम्ही किमान डान्स, अगदी होमिओपॅथी, अगदी फेज थेरपीचा वापर करू शकता. आणि व्रोक्लॉमधील हिर्शफेल्ड संस्थेत, फेजेस वैयक्तिकृत वैद्यकीय सेवा म्हणून वापरली जातात. आणि मोठ्या यशाने, अगदी प्रगत पुवाळलेल्या संसर्गाच्या बाबतीतही. फेजेसचा वापर वैज्ञानिकदृष्ट्या सिद्ध आणि जैविकदृष्ट्या समजण्याजोगा आहे, जरी सामान्य पद्धत नसली तरी, मिरोश्निकोव्हचा सारांश आहे.

पेप्टाइड्स हे अमीनो ऍसिडच्या अवशेषांपासून बनलेले पदार्थांचे एक कुटुंब आहे. अलीकडे, शास्त्रज्ञ पेप्टाइड्सचा भविष्यातील औषधांचा आधार म्हणून विचार करत आहेत. हे केवळ प्रतिजैविकांबद्दल नाही. उदाहरणार्थ, मॉस्को स्टेट युनिव्हर्सिटीमध्ये. एम.व्ही. लोमोनोसोव्ह आणि रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसच्या मॉलिक्युलर जेनेटिक्सच्या संशोधन संस्थेने एक पेप्टाइड औषध तयार केले जे मेंदूचे कार्य सामान्य करते, स्मरणशक्ती, लक्ष आणि तणावाचा प्रतिकार सुधारते. फोटो: "श्रोडिंगरची मांजर"

आणि पुश्चिनोच्या सायन्स सिटीची ही बातमी आहे. IBCh RAS च्या शाखेतील शास्त्रज्ञ, RAS च्या सैद्धांतिक आणि प्रायोगिक बायोफिजिक्स संस्था आणि सूक्ष्मजीवांचे जैवरसायन आणि शरीरविज्ञान संस्था. जी.के. Scriabin RAS ने E. coli वर बॅक्टेरियोफेज T5 चे एंझाइम कसे कार्य करते याचा अभ्यास केला. म्हणजेच, त्यांनी स्वतः बॅक्टेरियोफेजेससह कार्य केले नाही तर त्यांच्या एंजाइम प्रथिनेसह कार्य केले. हे एंजाइम जीवाणूंच्या सेल भिंती नष्ट करतात - ते विरघळू लागतात आणि मरतात. परंतु काही सूक्ष्मजंतूंमध्ये बाह्य झिल्ली मजबूत असते आणि ही पद्धत त्यांच्यावर कार्य करत नाही. पुश्चिनोमध्ये, त्यांनी एंजाइमला मदत करण्यासाठी झिल्लीची पारगम्यता वाढविणारे पदार्थ आकर्षित करण्याचा निर्णय घेतला. ई. कोलाय सेल कल्चर्सवरील प्रयोगांच्या परिणामी, शास्त्रज्ञांना असे आढळून आले की एंजाइम आणि एजंट एकत्रितपणे जीवाणूंचा वैयक्तिकरित्या जास्त प्रभावीपणे नाश करतात. नियंत्रण प्रयोगाच्या तुलनेत जिवंत पेशींची संख्या जवळजवळ दशलक्ष पट कमी झाली. क्लोरहेक्साइडिनसारख्या स्वस्त सामान्य अँटिसेप्टिक्सचा वापर सहाय्यक पदार्थ म्हणून केला जात असे आणि अत्यंत कमी प्रमाणात.

फेजेस केवळ औषध म्हणूनच नव्हे तर लसीकरणाची प्रभावीता वाढवण्याचे साधन म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते.

रशियाच्या शिक्षण आणि विज्ञान मंत्रालयाने समर्थित प्रकल्पाचा एक भाग म्हणून, आम्ही कृत्रिम प्रतिजनचे रोगप्रतिकारक गुणधर्म वाढविण्यासाठी बॅक्टेरियोफेज प्रथिने वापरणार आहोत, - म्हणतात सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ आंद्रे लेटारोव्ह (डॉक्टर ऑफ बायोलॉजी, सूक्ष्मजीव व्हायरसच्या प्रयोगशाळेचे प्रमुख S.N. Vinogradsky Institute of Microbiology येथे, फेडरल रिसर्च सेंटर ऑफ बायोटेक्नॉलॉजी ऑफ द रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेस). - यासाठी, प्रतिजन तुकड्यांना अनुवांशिक अभियांत्रिकीद्वारे काही बॅक्टेरियोफेज प्रथिनांशी जोडले जाते जे ट्यूब किंवा गोलाकार यांसारख्या क्रमबद्ध संरचनांमध्ये एकत्र येण्यास सक्षम असतात.

शास्त्रज्ञाने स्पष्ट केल्याप्रमाणे, त्यांच्या गुणधर्मांसह अशा संरचना रोगजनक विषाणूंच्या कणांसारख्या असतात, जरी प्रत्यक्षात ते मानवांना आणि प्राण्यांना कोणताही धोका देत नाहीत. रोगप्रतिकारक प्रणाली अशा विषाणूसारखे कण ओळखण्याची अधिक शक्यता असते आणि त्वरीत प्रतिपिंड प्रतिसाद विकसित करते. ही एक सुधारित लस तयार करण्याचा मार्ग आहे जो पारंपारिक दीर्घकालीन संरक्षणाव्यतिरिक्त, संक्रमणाच्या केंद्रस्थानी रोगाचा प्रसार रोखण्यासाठी जलद संरक्षणात्मक प्रभाव प्रदान करेल.

जंत आणि डुक्कर रोग प्रतिकारशक्ती

जैवऑर्गेनिक केमिस्ट्री संस्थेच्या शैक्षणिक आणि वैज्ञानिक केंद्रातील कनिष्ठ संशोधक पावेल पँतेलीव्ह, RAS (रसायनशास्त्रात पीएचडी) यांना पर्वतांमध्ये सायकल चालवणे आवडते. त्याला सागरी अपृष्ठवंशी प्राण्यांचा अभ्यास करणे देखील आवडते, अधिक अचूकपणे, त्यांच्या प्रतिजैविक पेप्टाइड्स, जे दररोज सजीवांमध्ये जीवाणूंशी लढतात. पेप्टाइड्स हे प्रथिनांचे धाकटे भाऊ आहेत: त्यात अमीनो ऍसिड देखील असतात, त्यापैकी फक्त पन्नासपेक्षा जास्त नसतात आणि शेकडो आणि हजारो प्रथिने असतात.

पेप्टाइड्सबद्दलच्या प्रत्येक लेखाच्या सुरुवातीला असे काहीतरी लिहिले आहे: "नवीन प्रतिजैविक तयार करण्याची तातडीची गरज आहे, कारण जुनी प्रतिजैविक प्रतिकारशक्तीमुळे कार्य करत नाहीत. आणि प्रतिजैविक पेप्टाइड्समध्ये एक अद्भुत गुणधर्म आहे - जीवाणूंपासून प्रतिकार विकसित होतो. त्यांना मोठ्या अडचणीने." मी जिथे काम करतो ते शैक्षणिक आणि वैज्ञानिक केंद्र पेप्टाइड्स शोधत आहे जे आपल्याला रोगजनक सूक्ष्मजीवांचा प्रतिकार करू देतात, पावेल म्हणतात.

आज, अशा 800 हून अधिक पेप्टाइड्स ज्ञात आहेत, परंतु ते सर्व मानवांमध्ये कार्य करत नाहीत. पेप्टाइड-आधारित औषधे क्लिनिकल चाचण्यांमध्ये वारंवार अयशस्वी होतात: योग्य प्रमाणात योग्य ठिकाणी जातील आणि साइड इफेक्ट्स होणार नाहीत अशी स्थिर रचना शोधणे शक्य नाही. ते शरीरात जमा होतात: उदाहरणार्थ, ते संसर्ग नष्ट करू शकतात, परंतु लघवीसह बाहेर जाऊ शकत नाहीत, परंतु मूत्रपिंडात राहतात.

पावेल म्हणतात, आम्ही सागरी अॅनिलिड्सचा अभ्यास करत आहोत. - इन्स्टिट्यूट ऑफ एक्सपेरिमेंटल मेडिसीनच्या सहकाऱ्यांसोबत, आम्ही अरेनिकोला मरिना (सागरी सँडवर्म) या वर्म्समधून दोन पेप्टाइड्स वेगळे केले आणि त्यांचा अभ्यास केला. जेव्हा मी पदवीधर विद्यार्थी होतो, तेव्हाही आम्ही पांढर्‍या समुद्रात वर्म्ससाठी गेलो होतो, परंतु त्यांच्यामध्ये कोणतेही नवीन पेप्टाइड्स आढळले नाहीत. अर्थात, हे शोध तंत्राच्या अपूर्णतेमुळे असू शकते, परंतु, बहुधा, या अळीमध्ये खरोखर फक्त दोन पेप्टाइड्स आहेत आणि हे रोगजनकांपासून स्वतःचे रक्षण करण्यासाठी पुरेसे आहे.

का वर्म्स, त्यांचा अभ्यास करणे सोपे आहे का?

वस्तुस्थिती अशी आहे की अशी एक संकल्पना आहे ज्यानुसार प्राचीन इनव्हर्टेब्रेट्सची जन्मजात प्रतिकारशक्ती खूप मजबूत असली पाहिजे, कारण त्यापैकी बरेच लोक सर्वात अनुकूल पर्यावरणीय परिस्थितीत राहत नाहीत आणि अजूनही अस्तित्वात आहेत. आता माझ्या संशोधनातील एक वस्तू म्हणजे हॉर्सशू क्रॅब पेप्टाइड्स.

पावेल त्याचा फोन काढतो आणि कासवाचे कवच आणि घृणास्पद खेकड्याच्या पायांसह काहीतरी दाखवतो. हे फक्त एक भयपट चित्रपट किंवा वाईट स्वप्नात पाहिले जाऊ शकते.

बॅक्टेरियोफेज. त्याची खरी उंची सुमारे 200 नॅनोमीटर आहे. शीर्षस्थानी जाड होणे याला डोके म्हणतात. त्यात न्यूक्लिक अॅसिड असते. फोटो: "श्रोडिंगरची मांजर"

तथापि, आपण काय अभ्यास करता, वर्म्स, हॉर्सशू खेकडे किंवा डुकरांना काही फरक पडत नाही, पावेल पुढे सांगतो. - सर्व जीवांमध्ये, पेप्टाइड्स जेथे आहेत त्याच ऊती आणि पेशींचे तुम्ही परीक्षण कराल. उदाहरणार्थ, रक्तपेशी सस्तन प्राण्यांमध्ये न्युट्रोफिल्स किंवा इनव्हर्टेब्रेट्समध्ये हेमोसाइट्स असतात. का हे माहित नसले तरी, खेळकरांसह केवळ गृहितके मांडता येतात. डुक्कर हा विशेषत: स्वच्छ प्राणी नाही, त्यामुळे त्याच्या चिखलाच्या आंघोळीतील जीवाणूंना शरीरात एखाद्या गोष्टीने संसर्ग होण्यापासून रोखण्यासाठी त्याला अधिक संरक्षकांची आवश्यकता असते. परंतु एक सार्वत्रिक उत्तर देखील आहे: प्रत्येक बाबतीत, शरीराचे संरक्षण करण्यासाठी आवश्यक तितके पेप्टाइड्स असतात.

पेप्टाइड्स प्रतिजैविकांपेक्षा चांगले का आहेत?

पेप्टाइड्स चतुराईने व्यवस्थित केले जातात. प्रतिजैविकांच्या विपरीत, जे, एक नियम म्हणून, विशिष्ट आण्विक लक्ष्यावर कार्य करतात, पेप्टाइड्स बॅक्टेरियाच्या सेल भिंतीमध्ये एकत्रित केले जातात आणि त्यामध्ये विशेष संरचना तयार करतात. अखेरीस, पेशीचा पडदा पेप्टाइड्सच्या वजनाखाली कोसळतो, आक्रमणकर्ते आत येतात आणि सेल स्वतःच स्फोट होऊन मरतो. याव्यतिरिक्त, पेप्टाइड्स त्वरीत कार्य करतात आणि झिल्लीच्या संरचनेची उत्क्रांती ही जीवाणूंसाठी एक अत्यंत प्रतिकूल आणि गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे. अशा परिस्थितीत, पेप्टाइड्सचा प्रतिकार विकसित होण्याची शक्यता कमी केली जाते. तसे, आमच्या प्रयोगशाळेत, पेप्टाइड्सचा अभ्यास केवळ प्राण्यांपासूनच नाही तर वनस्पतींमधून देखील केला जातो, उदाहरणार्थ, मसूर आणि बडीशेपपासून प्रोटीन-पेप्टाइड निसर्गाचे संरक्षक संयुगे. निवडलेल्या नैसर्गिक नमुन्यांच्या आधारावर, आम्ही काहीतरी मनोरंजक तयार करतो. परिणामी पदार्थ एक संकरित असू शकतो - एक अळी आणि घोड्याचा नाल खेकडा यांच्यातील काहीतरी, पावेल खात्री देतो.

P.S.

आशा आहे की, पाच, दहा किंवा वीस वर्षांत, सूक्ष्मजीव नियंत्रणाचे नवीन युग येईल. बॅक्टेरिया हे धूर्त प्राणी आहेत आणि कदाचित, ते अधिक शक्तिशाली संरक्षण आणि प्रत्युत्तरात हल्ला करतील. परंतु विज्ञान स्थिर राहणार नाही, जेणेकरुन या शस्त्रास्त्रांच्या शर्यतीत विजय अजूनही माणसाच्या बरोबर राहील.

माणूस आणि जीवाणू. रूपके

मित्रांनो

कर्मचारी सदस्य- आपल्या शरीरात राहणारे बॅक्टेरिया. काही अंदाजानुसार, त्यांचे एकूण वस्तुमान एक ते तीन किलोग्रॅम आहे आणि संख्येनुसार ते मानवी पेशींपेक्षा जास्त आहेत. ते उत्पादन (व्हिटॅमिन उत्पादन), प्रक्रिया उद्योग (अन्न पचवणारे) आणि सैन्य (आपल्या आतड्यात, हे जीवाणू त्यांच्या रोगजनक समकक्षांच्या वाढीस दडपून टाकतात) काम करू शकतात.

अतिथी अन्न तज्ञ- लॅक्टिक ऍसिड आणि इतर जीवाणू चीज, केफिर, दही, ब्रेड, सॉकरक्रॉट आणि इतर उत्पादने तयार करण्यासाठी वापरले जातात.

दुहेरी एजंटमुळात ते शत्रू आहेत. परंतु त्यांनी भरती करण्यात आणि त्यांना आमच्या संरक्षणाच्या गरजांसाठी काम करण्यास भाग पाडले. आम्ही लसीकरणाबद्दल बोलत आहोत, म्हणजेच शरीरात बॅक्टेरियाच्या कमकुवत रूपांचा परिचय.

दत्तक मुले- हे यापुढे जीवाणू नाहीत, परंतु आपल्या पेशींचे भाग आहेत - माइटोकॉन्ड्रिया. एकदा ते स्वतंत्र जीव होते, परंतु, सेल झिल्लीमध्ये प्रवेश केल्यामुळे, त्यांनी त्यांचे स्वातंत्र्य गमावले आणि तेव्हापासून ते आपल्याला नियमितपणे ऊर्जा प्रदान करत आहेत.

POW कामगार- जनुकीय सुधारित जीवाणू औषधे (अँटीबायोटिक्ससह) आणि इतर अनेक उपयुक्त पदार्थ तयार करण्यासाठी वापरतात.

शत्रू

पाचवा स्तंभ- आपल्या शरीरात किंवा त्वचेवर राहणारे काही जीवाणू, सामान्य स्थितीत, अगदी निरुपद्रवी असू शकतात. परंतु जेव्हा शरीर कमकुवत होते तेव्हा ते धूर्तपणे उठाव करतात आणि आक्रमक होतात. त्यांना संधीसाधू रोगजनक देखील म्हणतात.

संरक्षणात्मक किल्ले- बॅक्टेरियाच्या वसाहती जे स्वत: ला श्लेष्मा आणि चित्रपटांनी झाकतात जे औषधांच्या कृतीपासून संरक्षण करतात.

आर्मर्ड इन्फंट्री- प्रतिजैविकांना प्रतिरोधक जीवाणूंमध्ये, असे काही आहेत जे त्यांच्या बाह्य कवचांना औषधाच्या रेणूंना अभेद्य बनवू शकतात. पायदळाची शक्ती लिपोपोलिसॅकराइडच्या थरात लपलेली असते. जीवाणू मरल्यानंतर, चरबी आणि साखरेचा हा थर रक्तप्रवाहात प्रवेश करतो आणि जळजळ किंवा सेप्टिक शॉक देखील होऊ शकतो.

प्रशिक्षण तळ- ज्या परिस्थितीत सर्वात प्रतिरोधक आणि धोकादायक स्ट्रेन टिकून राहतात. बॅक्टेरियाच्या विशेष शक्तींसाठी असा प्रशिक्षण आधार मानवी शरीर म्हणून काम करू शकतो जो प्रतिजैविक घेण्याच्या कोर्सचे उल्लंघन करतो.

रासायनिक शस्त्र- काही बॅक्टेरिया असे पदार्थ तयार करण्यास शिकले आहेत जे औषधांचे विघटन करतात, त्यांना त्यांच्या उपचार गुणधर्मांपासून वंचित करतात. उदाहरणार्थ, बीटा-लैक्टमेस गटातील एन्झाईम्स पेनिसिलिन आणि सेफॅलोस्पोरिनच्या गटातील प्रतिजैविकांची क्रिया अवरोधित करतात.

वेष- सूक्ष्मजंतू जे बाह्य शेल आणि प्रथिने रचना बदलतात जेणेकरून औषधे त्यांना "लक्षात घेत नाहीत".

ट्रोजन हॉर्स- काही जीवाणू शत्रूचा पराभव करण्यासाठी विशेष युक्त्या वापरतात. उदाहरणार्थ, क्षयरोगाचा कारक घटक (मायकोबॅक्टेरियम ट्यूबरक्युलोसिस) मॅक्रोफेजमध्ये प्रवेश करण्यास सक्षम आहे - रोगप्रतिकारक पेशी ज्या भटक्या रोगजनक जीवाणूंना पकडतात आणि पचवतात.

सुपर सैनिक- हे सर्व-शक्तिशाली जीवाणू जवळजवळ कोणत्याही औषधांना घाबरत नाहीत.

बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ वर्तनाच्या दहा आज्ञा

1. वेळेवर लसीकरण करा.

2. परवानाधारक डॉक्टरांनी लिहून दिल्यावरच प्रतिजैविकांचा वापर करा.

3. पुन्हा एकदा: प्रतिजैविकांसह स्वत: ची औषधोपचार करू नका!

4. लक्षात ठेवा की प्रतिजैविक विषाणूंविरूद्ध मदत करत नाहीत. इन्फ्लूएंझा आणि अनेक प्रकारच्या "सर्दी" सह त्यांचा उपचार करणे केवळ निरुपयोगीच नाही तर हानिकारक देखील आहे. असे दिसते की हे शाळेत केले जाते, परंतु VTsIOM अभ्यासादरम्यान, प्रश्न "प्रतिजैविक व्हायरस तसेच जीवाणू मारतात या विधानाशी सहमत आहात का?" 46% प्रतिसादकर्त्यांनी "होय" असे उत्तर दिले.

5. औषध नेमके त्या डोसमध्ये आणि डॉक्टरांनी सांगितलेल्या दिवसांसाठी घ्या. तुम्हाला निरोगी वाटत असताना देखील घेणे थांबवू नका. “तुम्ही उपचार पूर्ण न केल्यास, तुमच्या आजाराला कारणीभूत असलेल्या सर्व जीवाणूंना अँटीबायोटिक्स मारणार नाहीत, हे जीवाणू उत्परिवर्तित होऊन प्रतिरोधक बनतील असा धोका आहे. हे प्रत्येक बाबतीत घडत नाही - समस्या अशी आहे की आम्हाला माहित नाही की उपचार वेळेपूर्वी आणि परिणामांशिवाय कोण संपेल," WHO तज्ञ कबूल करतात.

6. प्रतिजैविक कधीही सामायिक करू नका.

7. अँटीबायोटिक्स घेतल्यानंतर आधी लिहून दिलेले आणि उरलेले वापरू नका.

8. आपले हात धुवा. फक्त स्वच्छ पाणी प्या.

9. लैंगिक संभोग दरम्यान संरक्षणात्मक उपकरणे वापरा.

10. रुग्णांशी जवळचा संपर्क टाळा. जर तुम्ही स्वत: आजारी असाल तर कुलीनता दाखवा - तुमचे वर्गमित्र, सहकारी विद्यार्थी किंवा सहकारी यांना संक्रमित करण्याचा प्रयत्न करू नका. म्हणजे घरीच रहा.