ENG / GEO
ახალი ამბები განათლება მეცნიერება კულტურა და სპორტი თსუ მედიაში გალერეა მულტიმედია

ბაქტერიოფაგების და ანტიბიოტიკების გავლენა ბაქტერიებზე - ქართველი მეცნიერების კვლევის საგანი

ბაქტერიოფაგების და ანტიბიოტიკების გავლენა ბაქტერიებზე - ქართველი მეცნიერების კვლევის საგანი
20 მაისი, 2013
დედამიწაზე არსებული ბაქტერიების რიცხვი იმდენად დიდია, რომ ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმი და მათ შორის ადამიანი, ფაქტობრივად მათ “ოკეანეში” ცხოვრობს. საბედნიეროდ, მათი დიდი ნაწილი ძალზე პათოგენური (დაავადების გამომწვევი) არაა, მაგრამ არსებობს ისეთი საშიში დაავადების გამომწვევი ბაქტერიები, როგორიცაა: ქოლერა, ციმბირის წყლული და ა.შ. თუ კაცობრიობა ბაქტერიებს კარგად არ შეისწავლის და მათთან ბრძოლას არ შესძლებს, შესაძლოა დედამიწაზე მხოლოდ მიკრობებმა იარსებონ. ამის ნიშნები დღესაც ჩანს, თუნდაც გამრავლებული ინფექციური დაავადებების სახით. – ასე ასაბუთებენ საკუთარი კვლევის აუცილებლობას თსუ მეცნიერები, რომლებიც 2009 წლიდან 2011 წლამდე ბაქტერიებზე ბაქტერიოფაგების (იგივე ფაგები, ვირუსები, რომლებიც შერჩევით ანადგურებენ ბაქტერიულ უჯრედებს)  და ანტიბიოტიკების გავლენას სწავლობდნენ.

`რა გავლენას ახდენს ბაქტერიის გამრავლებაზე ბაქტერიოფაგებისა და ანტიბიოტიკების მოქმედება - ამ მექანიზმების შესწავლა არის ჩვენი კვლევის ძირითადი მიმართულება. იგი მოიცავს ბიოფიზიკურ მიდგომას ბაქტერიების გამრავლების პროცესებისადმი. ამავე დროს, ისაზღვრება ბაქტერიების გარე მემბრანაზე მდებარე ე.წ. ბაქტერიული რეცეპტორების განსაკუთრებული როლი, რომლის მეშვეობითაც სხვა ფუნქციასთან ერთად, ისინი უჯრედის გარედან მის შიგნით ინფორმაციის გაცვლითაც არიან დაკავებული.” - აცხადებს კვლევის ხელმძღვანელი, ფიზიკა-მათემატიკის მეცნიერებათა დოქტორი, თსუ ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის სრული პროფესორი, ამავე ფაკულტეტთან არსებული სამედიცინო და გამოყენებითი ბიოფიზიკის ინსტიტუტის დირექტორი თამაზ მძინარაშვილი.
კვლევა “ბაქტერიოფაგების და ანტიბიოტიკების კონცენტრაციის ეფექტი ბაქტერიების ზრდასთან მიმართებაში” თსუ მეცნიერთა მიერ ორი გრანტის _ რუსთაველის ეროვნული სამეცნიერო ფონდის და რუსთაველის ფონდისა და CNRS (Centre National de la Recheche Scientifique) საფრანგეთის სამეცნიერო კვლევების ეროვნული ცენტრის ერთობლივი პროექტის ფარგლებში შესრულდა. კვლევის ნაწილი თსუ ზუსტი და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ინტერდისციპლინური ბიოფიზიკის  მიკრობიოლოგიურ ლაბორატორიაში ტარდებოდა, ნაწილი კი საფრანგეთში CNRS-თან არსებულ ლაბორატორიაში.
კვლევაში ჩართულები იყვნენ ასევე: ირინა პაპუკაშვილი – თსუ ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის დოქტორანტი; ნინო შენგელია _ თსუ ბიოფიზიკის მიმართულების მასწავლებელი, ბიოლოგიის აკადემიური დოქტორი; მარიამ ხვედელიძე - ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტთან არსებული სამედიცინო და გამოყენებითი ბიოფიზიკის ინსტიტუტის კვლევითი ლაბორატორიის განყოფილების გამგე, ბიოლოგიის აკადემიური დოქტორი; თამარ ფარცხალაძე _ ზუსტ  და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებათა ფაკულტეტის ბიოფიზიკის მიმართულების ინჟინერი, ფიზიკის აკადემიური დოქტორი.
რატომ არის ბაქტერიების გამრავლების პროცესი მნიშვნელოვანი? ამ კითხვაზე კვლევის მონაწილეებს ძალიან მარტივი მაგალითი მოჰყავთ. როგორც წესი, როდესაც დაავადებისას მიკრობები გამრავლებას იწყებენ, ორგანიზმის ერთ-ერთი გამოვლინება ინფექციასთან მაღალი ტემპერატურით ბრძოლაა. ასე იყო ათასი წლის წინაც. თუმცა, ჩვენი წინაპრებისგან განსხვავებით დღეს ვიცით, რომ ინფექციური დაავადების მიზეზი ორგანიზმში გამრავლებული ტოქსიკური მიკრობებია და თუ მიკრობები არ გამრავლდა, მაშინ დაავადებაც არ იქნება. - განმარტავენ მეცნიერები.
მეცნიერებმა კარგად იციან, რომ ბაქტერია განადგურების საფრთხისას, როგორც წესი, სხვადასხვა ტოქსინებს (სხვადასხვა წარმოშობის ნივთიერებები, რომლებიც იწვევენ ორგანიზმის ნორმალური ფუნქციების დარღვევას) გამოყოფს, რის შედეგად ადამიანს მინიმუმ დისკომფორტი ექმნება. Aანტიბიოტიკის მიღებისას მავნე-ბაქტერიებთან ერთად ნადგურდება ორგანიზმში არსებული სასარგებლო ბაქტერიებიც, რაც დისბაქტერიოზს იწვევს. მაშინ როდესაც ფაგებს შეუძლია ბრძოლა მხოლოდ ზიანის მომტან ბაქტერიებთან, რა დროსაც ტოქსინები არ გამოიყოფა. ბაქტერიოფაგები ბაქტერიების ბუნებრივ გამანადგურებელს წარმოადგენენ. მათი დანიშნულება შესაბამისი ბაქტერიის მონახვა და შთანთქმა, დაშლაა. აქედან გამომდინარე, ძალიან კარგი იქნება, თუ ბაქტერიოფაგების და ანტიბიოტიკების ერთობლივ მოქმედებას შევისწავლით. - განმარტავენ პროექტის მონაწილეები.
“საქართველოში მიკრობების, ბაქტერიების და ბაქტერიოფაგების კვლევების დიდი ტრადიცია არსებობს. შეიძლება ითქვას, რომ რაღაც გაგებით, წინ ვართ აშშ-ის, ევროპის და სხვა ქვეყნებზე. ამის მიზეზი ის გახდა, რომ მას შემდეგ რაც 1929 წელს ფლემინგმა ანტიბიოტიკი აღმოაჩინა, ბაქტერიოფაგები, როგორც ბაქტერიებთან ბრძოლის საშუალება, მთელმა მსოფლიომ დაივიწყა. თუმცა, სსრკ-ში კვლევები ამ მიმართულებით მაინც გაგრძელდა. მათ შორის ბაქტერიოფაგების სპეციფიკით მომუშავე დახურულ ინსტიტუტებში, რადგან ითვლებოდა, რომ ეს ბაქტერიული იარაღის წარმოებისთვის კარგი საშუალება შეიძლება ყოფილიყო. დროთა განმავლობაში აღმოჩნდა, რომ ანტიბიოტიკები უკვე კარგავენ ძალას, რადგან, გაჩნდა ე.წ. გიგანტი ბაქტერიები,  რომელზეც უკვე არცერთი ანტიბიოტიკი აღარ მოქმედებს.  მაგალითად, ციმბირის წყლული, რომლის განადგურება უნდა მოხდეს ქიმიური ან ფიზიკური ზემოქმედებით”. _ აცხადებს თამაზ მძინარაშვილი. ამიტომ ბაქტერიოფაგებთან დაკავშირებულმა კვლევებმა მეტი დატვირთვა შეიძინა.
თსუ მეცნიერთა მიერ განხორციელებული კვლევის პერიოდში მოხდა რამდენიმე ხელსაწყოს მოდიფიცირება, რომელთა მეშვეობით შესაძლებელი გახდა კვლევის მაღალ დონეზე წარმოება. კერძოდ, ბაქტერიების და ბაქტერიოფაგების დიდი რაოდენობით მიღება; უწყვეტ ავტომატურ რეჟიმში დაკვირვება მათი გამრავლების პროცესზე, მათ რეაგირებაზე სხვადასხვა ტიპის ანტიმიკრობულ აგენტებზე (მედიკამენტები, ფაგები და სხვა) და ა.შ. ამ ხელსაწყოთა შორის ერთ-ერთი ტურბიდიმეტრია, რომელსაც უწყვეტი დროის რეჟიმში, ბაქტერიების ოდენობას ხსნარის გამჭვირვალობის დონით განსაზღვრავს. როდესაც ბაქტერია საკვებ არეში მრავლდება სითხე გაუმჭვირვალე ხდება.
როგორც კვლევის ხელმძღვანელი აღნიშნავს, კვლევის პროცესში მათ ბაქტერიების ძალიან ბევრი უნიკალური თვისებები დაადგინეს.
“ყველასთვის ცნობილია, რომ ანტიბიოტიკი კლავს ბაქ-ტერიას, თუმცა ჩვენმა გამოკვლევებმა აჩვენეს, რომ ძალიან დიდი მნიშვნელობა აქვს ანტიბიოტიკების ოდენობასაც. მაგალითად, ანტიბიოტიკ “ამპიოქსის” დიდი კონცენტრაციისას ბაქტერია აღარ მრავლდება. მაგრამ, როგორც თსუ მეცნიერებმა დაადგინეს, იგივე წამლის მცირე კონცენტრაციისას ბაქტერია მას საერთოდ იგნორირებას უკეთებს და ჩვეულებრივად მრავლდება. ადრე ჩატარებული კვლევებიდან ცნობილია, რომ ბაქტერიაზე ერთი ფაგიც რომ დაჯდეს, ბაქტერიის განადგურების პროცესი აუცილებლად უნდა დაიწყოს. როგორც ჩვენს მიერ ჩატარებული კვლევიდან ირკვევა, იმისათვის, რომ ბაქტერიოფაგმა ბაქტერიის ინფიცირება მოახდინოს, მის ზედაპირზე საკმაოდ ბევრი ფაგი უნდა დაჯდეს.”- აცხადებს თამაზ მძინარაშვილი.
გარდა ამისა, თსუ მეცნიერთა კვლევისას დაფიქსირდა, რომ არაპათოგენური ჩხირის ბაქტერიებისთვის საკვები არის კონცენტრაციის შემცირებისას ბაქტერიები თავიდან თითქოს გამრავლებას წყვეტენ, თუმცა გარკვეული დროის შემდეგ გამრავლებას იმაზე დიდი სიჩქარით იწყებენ, ვიდრე იმ პერიოდში, როდესაც ბევრი საკვები ჰქონდათ. მეცნიერთა შეფასებით, ასეთი კვლევები მათი მექანიზმების გარკვევაში ეხმარება, რომლებიც ბაქტერიების გამრავლების პარამეტრებზე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ.
პროექტის მონაწილეები დარწმუნებული არიან, რომ  საერთოდ მათი კვლევის შედეგად ძალიან ბევრ კითხვას შეიძლება გაეცეს პასუხი. მაგალითად, რა მექანიზმები უნდა გავითვალისწინოთ წამლის მიღების დროს, დაახლოებით რამდენი ანტიბიოტიკი უნდა მოდიოდეს ბაქტერიათა გარკვეულ რაოდენობაზე და ა.შ. მანამდე კი თავისი შედეგების შესახებ 2011 წელს აშშ-ში ფაგური ბიოლოგიის საკითხებზე გამართულ საერთაშორისო შეხვედრაზე. ისაუბრეს და ჟურნალ”Cell Biochemistry and Biophysics” -შიც წარადგინეს დასაბეჭდად.

სხვა სტატიები »