A baktériumok nem rendelkeznek neuronokkal, szinapszisokkal és idegrendszerrel, mégis képesek az emlékekhez hasonló valamit létrehozni – derült ki egy új kutatásból. Ráadásul ezeket az „emlékeket” átadhatják utódaiknak. Az anyagcserében alapvető szerepet játszó vas koncentrációja befolyásolja a mikroorganizmus környezeti ingerekre adott reakcióit, és éppen ezt a tulajdonságot szeretnék felhasználni az antibiotikum-rezisztencia elleni küzdelemben.
„A baktériumoknak nincs agyuk, de információkat tudnak gyűjteni a környezetükből, és ha gyakran találkoztak ugyanezzel a környezettel, akkor eltárolhatják ezt az információt, és később gyorsan reagálhatnak a hasonló körülményekre” – mondta az Iflscience.com-nak Souvik Bhattacharyya, a jelenség egyik felismerője.
A vizsgálat során a kutatók az Escherichia coli-t, azaz a kólibaktériumot tanulmányozták. Ez a baktérium a normál bélflóra meghatározó tagja, az ember emésztőrendszerének természetes összetevője. Fontos élettani szerepeként jelentősen gátolja a patogén kórokozók elszaporodását a bélrendszerben.
A kólibaktériumok eltérő mennyiségű vasat tartalmaznak, ami nagyon fontos a sejtanyagcseréjük szempontjából. A kutatók azt állapították meg, hogy az alacsonyabb vaskoncentráció esetén a kólibaktériumok ügyesebben álltak össze és egyetlen tömegben mozogva keresték a vasforrásokat. Amikor a baktériumon belüli vaskoncentráció megemelkedik, akkor sejtvékonyságú biofilmet alkotva a rendelkezésükre álló felületen nyugalmi állapotba kerülnek.
A sokszor alacsony vasszintnek kitett baktériumok hatékonyabban alkottak tömeget, mintha emlékeztek volna arra, hogy mi ilyenkor a helyes reakció. Az is kiderült, hogy ezek a vasalapú emlékek négy generáción át fennmaradtak – megerősítés híján – és a hetedikre tűntek el teljesen. Ugyanakkor a vasszint mesterséges manipulálásával több generációra örökítették át a hatékony viselkedés emlékét.
A vasalapú memória a kutatók feltételezése szerint azért jöhetett létre, mert egy adott kémiai elemhez köti a túlélést garantáló olyan stresszválaszokat, mint például az antibiotikumokkal szembeni védekezés, vagy a környezetnek ellenálló biofilmképzés. A baktériumok vasszintjének tudatos módosítása új utat jelenthet a bakteriális fertőzések és az antibiotikum-rezisztencia elleni küzdelemben.
Az antibiotikum-rezisztencia alapvető oka a túlzott antibiotikum fogyasztás: minél többet szedünk, annál több lehetőséget adunk a hatóanyagra rezisztens változat(ok) kialakulásának. Alapvető probléma, hogy az antibiotikum-rezisztencia gyorsan terjed, míg az új antibiotikumok fejlesztése lassan halad.
A The Lancet orvosi hetilapban megjelent tanulmány szerint 2019-ben csaknem 1,3 millió ember halálát okozták antibiotikum-rezisztens kórokozók. A rezisztens kórokozók ezzel a világ leggyakoribb halálokai közé tartoznak. (Az Euronews.com azt írta, hogy HIV-fertőzésben vagy AIDS-ben 2020-ban a becslések szerint 680 ezren, maláriában 627 ezren haltak meg.)
Sok szakértő az emberiség előtt álló egyik legnagyobb kihívásként írja le az antibiotikum-rezisztenciát, azt jósolva, ha a probléma megoldatlan marad, 2050-re évente tízmillió ember halhat meg ennek következtében. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok okozta betegségek a vezető halálokok egyikévé válhatnak, különösen a harmadik világban.
A Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) folyóiratban az emlékező baktériumokról megjelent tanulmány fontos üzenete, hogy minél többet tudunk a viselkedésükről, annál könnyebben küzdhetünk ellenük.
Borítókép: A kólibaktériumok különös viselkedése az antibiotikum-rezisztencia ellen is használható? (Forrás: Fusebulb)
