سلاح مخفی کروکودیل‌‌ها در برابر عفونت‌های کشنده ناجی جان انسان‌ها

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، کروکدیل‌ها حدود ۸۳ میلیون سال است که در این سیاره زندگی می‌کنند، محققان معتقدند که جد غول پیکرآن‌ها دینوسوکس (Deinosuchus) با دایناسور‌ها غذا می‌خورده است. اگرچه تمساح بیشتر به عنوان یک شکارچی تهاجمی شناخته می‌شود، اما این خزنده در سیستم ایمنی خود نیز قدرت حمله زیادی دارد.

برای اولین بار، دانشمندان یک جزء منحصر به فرد از فیزیولوژی کروکودیل آب شور را کشف کردند که به سیستم ایمنی بدن آن کمک می‌کند تا عفونت‌های قارچی را شناسایی و از بین ببرد. این ویژگی به آن‌ها اجازه می‌دهد در آب‌های مملو از میکروب و پاتوژن عاری از عفونت رشد کنند.

محققان دانشگاه لاتروب در ملبورن استرالیا، بر روی مکانیسم منحصربه‌فردپروتئین‌های کوچکی به نام دیفنسین‌ها (defensins) تمرکز کردند.‌ای پروتئین‌ها می‌توانند فعالیت خود را بر اساس محیط pH تغییر دهند و عفونت ایجاد شده در سیستم ایمنی را تشخیص داده و شناسایی کنند. نقش هشداردهنده دفنسین‌ها تا کنون منحصر به این خزندگان بوده و در هیچ گیاه یا حیوان دیگری شناسایی نشده است.

یافته‌ها دامنه وسیعی برای درمان مؤثر و هدفمند عفونت‌های قارچی در انسان دارند، که به دلیل افزایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی به طور پیوسته شایع‌تر می‌شوند.

اسکات ویلیامز، نویسنده اصلی و محقق دانشگاه لاتروب گفت: تمساح‌ها دفاع ضد قارچی عالی دارند. ما ساختار‌های دفنسین تمساح را حل کردیم و به طرز شگفت انگیزی شبیه پروتئین‌های مشابه در انسان هستند، به این معنی که می‌توانیم از آن‌ها به عنوان الگویی برای درمان عفونت‌های قارچی در انسان استفاده کنیم.

دیفنسین‌ها که در دهه ۱۹۸۰ کشف شدند، بخشی جدایی ناپذیر از سیستم ایمنی گیاهان و حیوانات هستند و به محافظت در برابر پاتوژن‌های میکروبی مانند باکتری‌ها و قارچ‌ها کمک می‌کنند. تحقیقات عمدتاً بر روی دفنسین‌های انسانی متمرکز شده است، اما اطلاعات کمی در مورد نقش پروتئین‌ها در بسیاری از گونه‌های دیگر وجود دارد.

در کروکودیل‌های آب شور، دفنسین CpoBD۱۳ دارای فعالیت ضد میکروبی است که سطح pH محیط را ثبت می‌کند. این سیستم ایمنی حیوان را قادر می‌سازد تا تشخیص دهد کدام ناحیه یا سلول‌ها آلوده هستند و سپس به پاتوژن قارچی حمله کرده و آن را از بین ببرد.

ویلیامزمی‌گوید: «دفنسین‌های کروکودیل می‌توانند فعالیت خود را بر اساس محیط pH تغییر دهند، بنابراین ما می‌توانیم دفنسین‌های دیگری را مهندسی کنیم تا بسته به وجود عفونت خاموش یا روشن شوند برخی از روش‌های درمانی به طور تصادفی روی سلول‌های سالم اثر می‌گذارند، در حالی که این مکانیسم می‌تواند به کاهش این تأثیرات و تمرکز بر روی موارد مضر کمک کند.»

محققان بر این باورند که کشف آن‌ها می‌تواند منجر به توسعه دفنسین‌های مصنوعی با فعالیت وابسته به pH شود که می‌تواند برای درمان عفونت‌های جدی در انسان استفاده شود.

پروفسور مارک هولت نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید که این تحقیق اولین مطالعه‌ای است که ساختار حمله غشای دفنسین را با وضوح بالا مستند می‌کند.

هولت می‌گوید: با استفاده از قدرت سنکروترون استرالیا، به همراه پروفسور مارک کوانساکول، ما توانستیم داده‌های ساختاری تولید کنیم تا مشخص کنیم چگونه دفنسین‌ها به پاتوژن‌های قارچی حمله می‌کنند و آن‌ها را از بین می‌برند. تابش سنکروترن یک امکان توانمند برای مطالعه ساختمان مولکولی و تغییرات شکل و ترکیبات سلولی در هنگام واکنش‌های شیمیایی است. در نتیجه، یافته‌های ما مدلی برای درک فعالیت ضد میکروبی سایر دفاع‌ها از جمله دفاع در انسان ارائه می‌کند. در این مطالعه، پروفسور هولت بافت کروکودیل را با کمک جان لور و جان مک گراث از مزرعه پرورش کروکودیل کورانا در یپون، کوئینزلند، اولین مزرعه تجاری پرورش کروکودیل در استرالیا برداشت کرد.

این مطالعه در Nature Communications منتشر شده است.