به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، باکتری سیاه زخم یا آنتراکس (Bacillus anthracis) عامل ایجاد بیماری مشترک سیاه زخم یا شاربون بین انسان و حیوان است که عفونت شدید تنفسی، گوارشی و پوستی در انسان ایجاد می‌کند و حتی به عنوان بیوتروریسم نیز در گذشته به کار رفته است.

آنتراکس و درد

مطالعه‌ی جدید از دانشگاه ‌هاروارد نشان داد که این باکتری می‌تواند اثرات سودمند نیز داشته باشد.‌‌ یکی از توکسین‌های تولید شده توسط این باکتری می‌تواند انواع مختلفی از درد را در حیوانات ساکت کند.

طراحی پلت فرم مولکولی با استفاده از یک سم باکتریایی برای رساندن مواد به نورون‌ها و تعدیل عملکرد آن‌ها، نشان دهنده راه جدیدی برای هدف قرار دادن نورون‌های واسطه درد است. اوپیوئیدها از مؤثرترین درمان‌ها برای مدیریت درد هستند. اما، عوارض جانبی خطرناک متعددی دارند که به ویژه بر سیستم عصبی، قلبی عروقی و تنفسی تأثیر می‌گذارند و به علاوه، احتمال وابستگی برای آن‌ها مطرح است. بنابراین، نیاز برای پیدا کردن جایگزین‌های بهتر با اثر ضد دردی قوی و کارایی بالا وجود دارد.

انواع متفاوت از توکسین‌های آنتراکس با حلال‌های متفاوت به نورون‌های سیستم اعصاب مرکزی و محیطی تزریق شد و اثرات آن‌ها بر نورون‌های واسطه‌ی درد بررسی شد. تداخلات توکسین باکتری و سیستم ایمنی بافت عصبی از چالش‌های به کار بردن این ماده است. در ضمن، سایر باکتری‌های بیماری زا نیز می‌توانند با نورون‌ها تداخل کرده و بر مکانیسم درد اثرات تشدید ‌‌یا تعدیل کننده بگذارند.

یافته‌ها نشان داد که نورون‌های درد برای توکسین آنتراکس گیرنده دارند، در حالی که در سایر نورون‌ها این گیرنده‌ها وجود ندارند. به عبارت دیگر، ساختار فیبر‌های درد برای تداخل با توکسین آنتراکس متناسب است.

مطالعات ثابت کرد که ساکت شدن درد هنگامی‌ اتفاق می‌افتد که نورون‌های ریشه خلفی گانگلیون، نورون‌هایی که سیگنال درد را به نخاع مخابره می‌کنند، به 2 پروتئین اختصاصی که آنتراکس آن‌ها را می‌سازد، متصل می‌شوند. این اتفاق هنگامی‌ رخ می‌دهد که‌‌ یکی از پروتئین‌های باکتریایی، Protective Antigene (PA) به رسپتور‌های سلول‌های عصبی متصل می‌شود و با ایجاد حفره، gateway را برای 2 پروتئین باکتریایی دیگر به نام Edeme Factor (EF) و Lethal Factor (LF) باز می‌کند تا به داخل سلول عصبی هدایت ‌شوند. کمپلکس EF و PA به عنوان Edeme Toxin شناخته می‌شود که سیگنالینگ داخل سلول‌های عصبی را تغییر داده و درد را ساکت می‌کند.

دارورسانی و توکسین آنتراکس

در مطالعات in-vitro توکسین آنتراکس سیگنالینگ سلول‌های عصبی انسان را مشابه مطالعه‌‌ی حیوانی تغییر داد.

تزریق توکسین به قسمت تحتانی نخاع موش منجر به تولید اثرات قوی مسدود کننده‌‌ی درد و جلوگیری کننده از احساس حرارت بالا و تحریکات مکانیکی در حیوان داشت. مهم تر آن که، سایر علائم حیاتی مثل ضربان قلب، دمای بدن و هماهنگی حرکتی (motor coordination) تحت تأثیر قرار نگرفتند. این موضوع حاکی از احتمال زیاد انتخابی بودن تإثیر ضد دردی این توکسین بر گیرنده‌های درد بدون عوارض منتشر سیستمیک می‌باشد.

به علاوه، تزریق توکسین در موش علائم 2 نوع درد ناشی از التهاب و درد ناشی از آسیب به سلول‌های عصبی که اغلب پس از تروما مشاهده می‌شود از جمله درد‌های به خصوص ناشی از عفونت ویروسی مثل زونا ‌‌یا هرپس زوستر،‌ نوروپاتی دیابتی و سرطان را تسکین می‌دهد.

هم چنین، محققان مشاهده کردند با کاهش درد، سلول‌های تیمار شده به طور فیزیولوژیک فعال هستند؛ یافته‌ای که نشان می‌دهد، اثرات مسدود کننده‌‌ی درد لزوما منجر به آسیب به سلول‌های عصبی نمی‌شوند و صرفا سیگنالینگ آن‌ها تغییر می‌کند.

در نهایت،‌‌ یک حامل از پروتئین آنتراکس طراحی و برای انتقال سایر مواد مسدود کننده‌‌ی درد به سلول عصبی استفاده شد. یکی از این مواد بوتولینیوم توکسین،‌‌ یک توکسین potent با منشا باکتری بود که با تغییر سیگنالینگ سلولی عمل می‌کند. نتایج نشان داد که پروتئین آنتراکس پتانسیل به کار رفتن به عنوان ‌‌یک حامل برای سیستم‌های هدفمند دارورسانی را نیز دارد.

البته ایمنی این روش نیاز به بررسی و پیگیری‌های دقیق به ویژه در شرایط عفونت که تمامیت سد خونی‌-‌ مغزی دستخوش تغییر می‌شود، دارد.

در ادامه، این سؤال که چرا توکسین باکتری باید توانایی ساکت کردن درد را داشته باشد، مطرح است. در پاسخ، این فرضیه که "باکتری برای بقا و افزایش نسل نیاز به مسدود کردن مکانیسم‌های درد و سازگار شدن با میزبان را در این جهت داشته باشد" مطرح است و ممکن است، توجیهی برای بی درد بودن برخی ضایعات پوستی سیاه زخم باشد. البته، مطالعات همچنان ادامه دارد.

پایان مطلب/

لینک منبع:

https://neurosciencenews.com/anthrax-pain-19821/

https://www.nature.com/articles/s41593-021-00973-8

https://emedicine.medscape.com/article/212127-overview