Cu toate acestea, o lucrare recentă a laboratoarelor Ackley și Chandler din cadrul Departamentului de Bioștiințe Moleculare de la Universitatea din Kansas contrazice această idee, sugerând, în schimb, că un pH mai scăzut în tractul digestiv ar putea face ca unii agenți patogeni bacterieni să fie și mai dăunători.
Constatările lor, publicate în jurnalul de specialitate PLOS Pathogens, ar putea avea implicații pentru abordarea crizei de rezistență la antibiotice în infecțiile bacteriene din întreaga lume.
Investigația a fost realizată cu ajutorul unor organisme mici, care mănâncă bacterii, numite Caenorhabditis elegans.
„Aceste animale asemănătoare viermilor sunt transparente, așa că putem urmări destul de ușor lucrurile care se întâmplă în interiorul lor”, a declarat coautorul Brian Ackley, profesor asociat de bioștiințe moleculare la KU. „Folosind substanțe chimice sensibile la pH dezvoltate la KU, numite Kansas Reds, am reușit să monitorizăm pH-ul din interiorul sistemului digestiv și să urmărim ce se întâmplă atunci când mănâncă bacterii dăunătoare, în comparație cu bacteriile care nu sunt dăunătoare.”
Potrivit cercetătorilor de la KU, în condiții normale, în timp ce se hrănesc cu bacterii sănătoase, tractul digestiv al C. elegans este moderat acid, în comparație cu stomacul uman. Dar stomacurile acestor specii model prezintă, de asemenea, diferențe regionale în cadrul tractului digestiv. Atunci când acestea ingerează agenți patogeni, ele neutralizează mediul acid.
Această observație sugerează că animalele pot face distincția între bacteriile bune și cele rele, iar bacteriile dăunătoare au determinat un tract digestiv mai puțin acid la C. elegans – un rezultat care este contrar a ceea ce s-ar putea aștepta dacă mediul acid ar fi generat pentru a ucide bacteriile.
Pentru a testa acest lucru, cercetătorii au folosit animale cu mutații în genele care au ajutat la reglarea pH-ului din tractul lor digestiv.
„Atunci când animalele au avut un sistem digestiv mai acid, au avut mai multe șanse de a fi afectate de bacterii patogene – din nou contrar a ceea ce s-ar putea ghici dacă aciditatea ar fi fost utilă pentru a ucide gândacii dăunători care s-ar putea strecura în organism odată cu mâncarea”, a spus Ackley. „Echipele noastre de laborator au reușit să demonstreze că efectul asupra animalelor s-a datorat în mod specific pH-ului prin adăugarea unei baze pentru a tampona tractul digestiv. Am folosit bicarbonat, același agent pe care corpul nostru îl folosește pentru a neutraliza conținutul stomacului atunci când acesta trece în intestine. Neutralizarea pH-ului la animalele mutante a inversat infecția accelerată de către bacteriile patogene.”
Cercetătorul de la KU a spus că diferite specii reacționează diferit atunci când corpul lor simte bacteriile patogene – dar unele reacții biologice sunt comune la multe animale.
„Un răspuns general implică crearea de substanțe chimice, cum ar fi peroxidul de hidrogen sau acidul hipocloros – cunoscut și ca înălbitor – în apropierea bacteriilor, iar apoi celulele imunitare specializate mănâncă bacteriile muribunde”, a spus Ackley. „Pentru a ne menține corpul în siguranță, sistemul imunitar desfășoară aceste apărări doar atunci când este sigur că este invadat. Lucrarea la C. elegans poate sugera o modalitate prin care organismul poate avea aceste apărări pregătite să pornească la un moment dat – adică să mențină mediul chimic într-o stare moderat acidă în care producerea acestor substanțe chimice este dificilă, apoi, la infecție, să neutralizeze pur și simplu mediul pentru a desfășura apărarea.”
Colegii lui Ackley de la KU în această lucrare au fost autorul principal Saida Benomar, Patrick Lansdon și Josephine R. Chandler de la Departamentul de Bioștiințe Moleculare, împreună cu Aaron Bender de la Departamentul de Chimie Medicinală și Blake R. Peterson de la Universitatea de Stat din Ohio.
Cercetătorii cred că ar putea exista motive pentru a crede că aceste sisteme ar putea funcționa în mod similar la oameni.
Genele pe care le-au studiat la C. elegans există și la oameni și controlează părți ale sistemului imunitar. Mai mult, cercetările din alte laboratoare au arătat ocazii la oameni în care problemele de reglare a pH-ului sunt asociate cu un risc crescut de infecție. Mergând mai departe, cercetătorii doresc să înțeleagă mecanismul la un nivel mai profund.
„Scopul nostru este de a stimula acest sistem natural de apărare la oameni ca o modalitate de a evita sau de a reduce utilizarea antibioticelor”, a spus Ackley. „În acest moment, utilizarea noastră de antibiotice este nesustenabilă, iar bacteriile dezvoltă rezistență într-un ritm alarmant. Dacă sistemul descoperit la C. elegans este, de fapt, încă prezent la oameni, ar sugera că bacteriile se adaptează mult mai lent la această strategie defensivă decât la antibiotice.”
.