مجله ایرانی : استفاده گسترده و بی رویه از آنتی بیوتیک ها منجر به رواج باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک شده است که تهدیدی جدی برای سلامت عمومی به شمار می روند. درمان عفونت های رایج با داروهای موجود در حال حاضر به طور فزاینده ای چالش برانگیز است.

سازمان بهداشت جهانی( WHO) مقاومت ضد میکروبی (AMR) را یک وضعیت اضطراری بهداشت جهانی اعلام کرده است. یک مطالعه منتشر شده تخمین می زند که عفونت های مقاوم به دارو می توانند تا سال ۲۰۵۰ سالانه باعث مرگ ۱۰ میلیون نفر شوند. این بحران فراتر از سلامت انسان است و حیوانات، حیوانات خانگی و محصولات کشاورزی را تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به از دست رفتن تریلیون ها دلار در اقتصاد جهانی می شود.

در تلاش برای کشف آنتی بیوتیک های جدید، میکروب های خاک به عنوان یک منبع ارزشمند ظاهر می شوند و اکوسیستم غنی و متنوعی را برای محققان فراهم می کنند تا ترکیبات درمانی جدید را کشف کنند.

کشف داروخانه طبیعت: میکروبیوم خاک

خاک محیطی غنی و متنوع است که بسیاری از میکروارگانیسم ها از جمله باکتری ها، قارچ ها و اکتینومیست ها را در خود جای داده است. این میکروارگانیسم‌ها مکانیسم‌های مختلفی را برای رقابت برای منابع و بقا در جایگاه اکولوژیکی خود ایجاد کرده‌اند. در نتیجه، متابولیت‌های ثانویه از جمله آنتی‌بیوتیک‌ها را تولید می‌کنند تا مزیت رقابتی کسب کنند.

زینب خلیل، محقق موسسه علوم زیستی مولکولی می گوید: بیشتر آنتی بیوتیک های موجود در بازار از میکروب هایی که می توانند در خاک وجود داشته باشند، جدا شده اند.

به عنوان مثال، پنی سیلین، اولین آنتی بیوتیک پرمصرف، از قارچ Penicillium جدا شد. در میان میکروارگانیسم های موجود در خاک، اکتینومیست ها، نوعی باکتری رشته ای، به ویژه در تولید آنتی بیوتیک ها پررنگ بوده اند. Streptomyces griseus، یک جنس از اکتینومیست ها، برای ایجاد اولین آنتی بیوتیک موثر علیه سل استفاده شد.

خلیل که کار خود را در اجلاس علمی Falling Walls ۲۰۲۳ که نوامبر گذشته در برلین برگزار شد، ارائه کرد، می گوید: به همین دلیل تصمیم گرفتیم برای یافتن آنتی بیوتیک های جدید، به عمق میکروبیوم خاک نفوذ کنیم.

خلیل یکی از محققین انستیتو Soils for Science، اولین پروژه علمی شهروند استرالیایی است که با مردم برای مطالعه میکروب های موجود در خاک تعامل دارد. شهروندانی که برای این پروژه ثبت نام می کننداز طریق یک برنامه اختصاصی،  می توانند نمونه هایی را ثبت کنند و از سایت های مجموعه عکس بگیرند.خاک استرالیا یک منبع دست نخورده در زمینه کشف میکروب هایی است که می توانند به دارو تبدیل شوند. این مستندسازی عکاسی به توصیف بافت محیطی، تمایز بین محیط های روستایی و شهری کمک می کند. علاوه بر این، محققان یک گالری آنلاین عمومی را راه اندازی کرده اند که تصاویر میکروب های متنوع شناسایی شده در نمونه های خاک را به نمایش می گذارد

محققان همچنین در حال برنامه ریزی برای نصب یک سیستم رباتیک جدید هستند که قادر به پردازش ۱۰۰ نمونه در روز به جای ۲۰ نمونه در هفته است که در حال حاضر ظرفیت آن را دارند. در داخل ربات، دوربینی وجود خواهد داشت که پردازش نمونه را به صورت زنده پخش می کند.

Soils for Science با دانشگاه‌ها، مؤسسات، مدارس، مراکز مراقبت از سالمندان، مراکز مراقبت از کودکان، شرکت‌های بومی و سایر محققان در دانشگاه و صنعت تعامل دارد. یکی از جنبه های دلگرم کننده خاک برای علم، مشارکت فعال کودکان است. این پروژه شامل ابتکارات آموزشی، مانند ارائه تجربیات عملی به کودکان، تورهای مجازی و میزبانی از دانش آموزان در آزمایشگاه است.

” کودکان نسل بعدی هستند. خلیل می گوید: ” به همان اندازه که به دنبال نسل بعدی آنتی بیوتیک های جدید هستیم، باید از کودکان و سلامتی آن ها مراقبت کنیم.”

خلیل در حین بازدید از مدرسه، پس از اینکه بچه‌ها با خاک بازی کردند، از دانش‌آموزان می‌خواهد که یک دستشان را در ظرف پتری که حاوی موادی است که برای رشد میکروب‌ها در آزمایشگاه استفاده می‌شود فرو کنند. درب ظرف را می بندند و تا روز بعد روی نیمکت می گذارند. بچه ها از اینکه می دیدند چند میکروب تنها از یک دست رشد کرده اند، شگفت زده شدند

یک آنتی بیوتیک بالقوه

خلیل و همکارانش از بسیاری از نمونه های جمع آوری شده توانستند ولامیدها، یک دسته از هگزاپپتیدهای حلقوی میکروبی ، را از یک جدایه استرپتومایسس خاک استرالیا  ایزوله کنند. این مولکول ها فعالیت ضد میکروبی امیدوارکننده ای را در شرایط آزمایشگاهی علیه مایکوباکتریوم بوویس باسیل کالمت گرین بدون سمی بودن در برابر سلول های پستانداران نشان می دهند.

در حالی که این آنتی بیوتیک های بالقوه هنوز باید به طور کامل در آزمایش های پیش بالینی و بالینی مورد مطالعه و ارزیابی قرار گیرند، خلیل می گوید که نتیجه قابل توجه است و قدرت هم کاری شهروندان را نشان می دهد.” همکاری با یکدیگر بسیار خوب است، زیرا ما در یک جامعه زندگی می کنیم، بنابراین باید از یکدیگر مراقبت کنیم.”

انستیتو Soils for Science  تأثیر خود را بر کشاورزی گسترش می دهد و به چالش هایی مانند عفونت های قارچی محصولات می پردازد. پاتوژن های قارچی، مانند Phytophthora، می توانند محصولات را از بین ببرند، که منجر به خسارات اقتصادی قابل توجهی می شود. هدف Soils for Science افزایش عملکرد محصول و جلوگیری از مشکلات مالی کشاورزی با تولید مولکول هایی برای مهار این پاتوژن های قارچی است. این پروژه همچنین خاک را برای میکروب هایی که قادر به تولید عوامل ضد انگلی جدید برای فضای حیوانات هستند، بررسی می کند.

دامنه این پروژه اکنون فراتر از استرالیا است و محققان در کانادا و اتریش الهام بخش هستند تا نسخه های خود را از Soils for Science ایجاد کنند. این همکاری جهانی به دنبال تقویت تأثیر علم شهروندی در کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید و پرداختن به چالش مقاومت ضد میکروبی در مقیاس وسیع‌تر است.

رونمایی از جهان میکروبی در خاک

خلیل در سخنرانی خود در اجلاس برلین، در تشبیهی قدرتمند، میان آسمان تاریک و مشتی خاک تشبیه کرد. درست همانطور که ناسا با یک شاتر تلسکوپ باز، کهکشان ها را در آسمانی به ظاهر خالی نشان داد، Soils for Science یک جهان پر از پتانسیل را در یک مشت خاک نشان می دهد.

• نویسنده : مجله ایرانی