Bakteret nuk janë thjesht mikrobe pa mend. Kërkimi i ri nga Universiteti Hebraik i Jerusalemit zbulon se edhe qelizat bakteriale të vetme mund të mbajnë një “kujtesë” të mjediseve të tyre të mëparshme—të cilën e transmetojnë ndër breza—përpara se më në fund ta harrojnë.
Duke përdorur një teknikë të re të quajtur Microcolony-seq, shkencëtarët zbuluan në infeksione nënpopullata të fshehura, secila me strategji të ndryshme mbijetese. Kjo zbulim mund të shpjegojë pse antibiotikët dhe vaksinat ndonjëherë dështojnë—dhe mund të tregojë rrugën drejt trajtimeve më të sakta.
Ky zbulim, i raportuar në revistën Cell dhe i udhëhequr nga studiuesja postdoktorale Dr. Raya Faigenbaum-Romm nën mbikëqyrjen e Prof. Nathalie Q. Balaban, në bashkëpunim me profesorët Ilan Rosenshine dhe Maskit Bar-Meir, prezanton metodën Microcolony-seq, që kap kujtesën mikrobiale në fazat më të hershme të rritjes së kolonive.
Prej dekadash, biologët kanë ditur se bakteret—edhe pse gjenetikisht identike—shpesh sillen ndryshe. Disa rriten shpejt, të tjera ngadalë; disa i rezistojnë antibiotikëve, të tjera jo. Por deri më tani, nuk ishte e qartë cilat prej këtyre ndryshimeve ishin aksidente të përkohshme dhe cilat përfaqësonin gjendje të trashëguara reale.
“Ajo që zbuluam është se edhe një baktere e vetme mban një kujtesë afatgjatë të vendit ku ka qenë,” thotë Dr. Faigenbaum-Romm. “Kur ndahet, pasardhësit e saj ruajnë atë kujtesë—nganjëherë për më shumë se 20 breza.”
Mikrokolonitë si një dritare në kujtesën bakteriale
Metoda Microcolony-seq funksionon duke izoluar koloni shumë të vogla që zhvillohen nga një baktere e vetme, duke analizuar ARN-në, gjenomin dhe karakteristikat fizike të tyre. Kjo qasje shmang zhurmën e metodave të fundit të sekuencimit të ARN-së në një qelizë të vetme dhe zbulon nëse dallimet mes qelizave janë mutacione gjenetike apo fenotipe të trashëguara në mënyrë epigjenetike.
Duke përdorur këtë metodë, ekipi zbuloi qëndrueshmëri befasuese. Patogjenë si *Escherichia coli* dhe *Staphylococcus aureus* u treguan se ndahen në nënpopullata të qëndrueshme—even brenda një infeksioni të vetëm. Disa linja aktivizonin programe virulence që i ndihmonin të ngjiteshin në qelizat e mikpritësit, ndërsa të tjera ndiznin gjene që favorizonin lëvizshmërinë ose mbijetesën në kushte të vështira.
Interesant është fakti që studimi tregoi se kjo kujtesë mikrobiale ka kufij. Kur bakteret arrijnë fazën e “stacionaritetit”—kur mbarojnë lëndët ushqyese—kujtesa fshihet, duke e rivendosur popullatën në pikën zero.
Implikimet për mjekësinë
Ky zbulim sjell pasoja urgjente për shëndetin e njeriut. Në infeksionet e traktit urinar dhe të gjakut, Microcolony-seq zbuloi nëngrupe bakteriale që ekzistojnë njëkohësisht me profile të ndryshme të rezistencës ndaj antibiotikëve apo virulencës. Një test klinik i zakonshëm që merr vetëm një koloni mund të humbasë këta “lojtarë të fshehur”—duke çuar në trajtime që dështojnë.
Prof. Balaban shpjegon:
“Një infeksion rrallëherë është një popullatë uniforme bakteresh. Është më shumë si një koalicion lojtarësh të ndryshëm, secili me pikat e veta të forta. Që të dizajnojmë terapi që vërtet funksionojnë, duhet t’i kuptojmë—dhe t’i shënjestrojmë—të gjithë ata.”
Kjo mund të ndihmojë në shpjegimin e arsyes pse kaq shumë barna dhe vaksina eksperimentale kundër infeksioneve nga S. aureus kanë dështuar në prova klinike: ato kanë shënjestruar vetëm një pjesë të popullatës bakteriale, duke lënë të paprekura të tjerat.
—
Përtej rëndësisë së menjëhershme mjekësore, Microcolony-seq hap rrugë të reja për të eksploruar jetën mikrobiale. Ajo ofron një mënyrë sistematike për të studiuar si diversifikohen bakteret, si “hedhin bastet” e tyre dhe si përshtaten në kohë reale. Aplikimet e ardhshme mund të shtrihen edhe tek patogjenët kërpudhorë, mikrobioma e zorrëve dhe madje edhe fermentimi industrial.
Siç përmend Dr. Faigenbaum-Romm:
“Ne kemi trajtuar bakteret sikur të ishin të gjitha njësoj, por në realitet, edhe një qelizë e vetme mbart një histori të së kaluarës së saj. Microcolony-seq na lejon më në fund ta lexojmë atë histori.”
