استفاده از ابزارهای میکروسیالاتی برای مبارزه با فیلم‌های زیستی مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها

آندره لوچنکو استاد زیست‌پزشکی موسسه دانشگاه جان هپکینز می‌گوید: «باور
عمومی بر این است که موجودات تک‌سلولی اجتماعی نیستند، اما این سخن درست
نیست. زمانی که باکتری‌ها تحت فار قرار می‌گیرند، کنار هم جمع شده و مجموعه‌ای
به نام فیلم زیستی را تشکیل می‌دهند. اگر شما به این فیلم‌های زیستی طبیعی
نگاه کنید، می‌بینید که معماری بسیار پیچیده‌ای دارند. آنها شبیه شهری
هستند که کانال‌هایی برای ورود مواد و غذایی و خروج مواد زاید دارند».

محققان می‌توانند با درک بهتر از چگونگی و چرایی تشکیل این فیلم‌های زیستی،
در فعالیت این اجتماعات باکتریایی گسیختگی ایجاد نموده و از اثرات منفی که
آنها بر میزبان انسانی دارند، جلوگیری کنند. این محققان یافته‌های خود را
در شماره نوامبر ۲۰۰۷ مجله Public Library of Science Biology منتشر کرده‌اند.

در این مقاله محققانی از جان هاپکینز، ویرجینیا تک، دانشگاه کالیفرنیا در
سن دیگو، و دانشگاه لاند در سوئد گزراش داده‌اند که توانسته‌اند رشد باکتری
E. Coli را در شرایط سخت در یک ابزار میکروسیالاتی مشاهده کنند. این ابزار
که به دانشمندان امکان استفاده از حجم‌های نانومقیاس از سلول‌ها را در
محلول می‌دهد، حاوی یک سری اتاقک‌های کوچک با اندازه و شکل‌های مختلف است
که باکتری‌ها را به صورت یکنواخت دریک محیط کشت معلق نگه‌ می‌دارد.

لوچنکو و همکارانش رفتار تک‌لایه‌های سلولی را با استفاده از میکروسکوپی
بلادرنگ ثبت کردند. مدل‌های محاسباتی نتایج آزمایشگاهی آنها را تأیید کرد و
این مدل‌ها می‌توانند برای پیش‌بینی رفتار سایر انواع باکتری‌های تحت شرایط
یکسان مورد استفاده قرار بگیرد. لوچنکو می‌گوید: «بسیار جالب بود که مشاهده
کردیم سلول‌هایی که در اتاقک‌هایی با شکل و اندازه متفاوت رشد می‌کنند، به
تدریج خود را به شکل ساختارهای بسیار منظمی درمی‌آورند. مدل‌های محاسباتی
کمک کردند توضیح بدهیم که چرا این اتفاق می‌افتد و چگونه سلول‌ها می‌توانند
با این کار شانس زنده ماندن خود را افزایش دهند».

لوچنکو اشاره می‌کند که درک چگونگی تشکیل فیلم‌های زیستی توسط باکتری‌ها
برای محققانی که در حال توسعه روش‌های بهتری برای مبارزه با بیماری‌های
مرتبط با این باکتری‌ها می‌باشند، بسیار مهم است. علاوه بر ایجاد بیماری‌های
خاص، باکتری‌ها در جاهایی که یک قطعه خارجی همانند میل جراحی وارد بدن می‌شوند،
مشکل ایجاد می‌کنند.