ობელისკები – ახალი საზღვარი მიკრობულ მეცნიერებაში

ადამიანის მიკრობიომმა ახლახან შეიძინა ახალი განზომილება: მეცნიერებმა აღმოაჩინეს რნმ-ს პაწაწინა ნაწილაკები, იმაზე პატარები, ვიდრე ვირუსებია და ბევრად უფრო პატარები, ვიდრე ბაქტერიები. ისინი იმდენად მცირე ზომისაა, რომ სიცოცხლის აქამდე ცნობილ ფორმად მათი მიჩნევა რთულია. ამ ნაწილაკებს „ობელისკები“ უწოდეს. ისინი პირის ღრუს და ნაწლავების მიკრობიოტაში არსებულ ბაქტერიებში ცხოვრობენ და შეიძლება ბევრი სამედიცინო გამოყენება ჰქონდეთ.

---

ზურაბ ალხანიშვილი, საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის სპეციალისტი, საქართველოს გაეროს ასოციაცია

---

ჩვენს ნაწლავებში ტრილიონობით პაწაწინა ორგანიზმია, როგორიცაა ბაქტერიები, ვირუსები, სოკოები და პარაზიტებიც კი. სწორედ ამ ეკოსისტემას ეწოდება მიკრობიოტა. ხოლო როცა ვსაუბრობთ ამ ორგანიზმების გენომზე, ვცდილობთ გავიგოთ რა არის მათ შიგნით ან რას აკეთებენ ისინი, ეს უკვე მიკრობიომია. ობელისკები ამ ეკოსისტემის ნაწილია. ისინი ბაქტერიებში ცხოვრობენ.

ობელისკების აღმოჩენამ ეჭვქვეშ დააყენა მიკრობული სიცოცხლის ფორმების ტრადიციული გაგება.

ისინი იმდენად მცირე და უცნაური ორგანიზმებია, რომ მიკრობული სიცოცხლის ფორმების ტრადიციულ გაგებას თავდაყირა აყენებს. ობელისკები რნმ-ზე (რიბონუკლეინის მჟავა) დაფუძნებული ორგანიზმებია. თუკი სასკოლო პროგრამას გავიხსენებთ, რნმ დეზოქსინუკლეარული მჟავის (დნმ-ს) მონათესავე მოლეკულაა, რომელიც სხვადასხვა ძალიან მნიშვნელოვან ბიოლოგიურ როლს ასრულებს ორგანიზმში. მათ შორის მთავარია ცილების შესაქმნელად საჭირო გენეტიკური ინფორმაციის “გადმოწერა” დნმ-იდან და ამ ინფორმაციის უჯრედებში კვლავწარმოების ხელშეწყობა. ორგანიზმების უმეტესობისგან განსხვავებით, რომლებიც გენეტიკურ ინფორმაციას დნმ-ში ინახავენ, ობელისკებს მხოლოდ რნმ აქვთ.

აღმოჩენა სულ რამდენიმე თვეს ითვლის, შესაბამისად, ჩვენი ცოდნა ჯერჯერობით მწირია. ის კი უკვე ცნობილია, რომ ობელისკებს შეუძლიათ აწარმოონ ცილები, რომლებსაც „ობლინები“ ეწოდა. ამ უნარით ისინი ჰგვანან ვირუსებს და განსხვავდებიან ვიროიდებისგან (ანუ ინფექციების წყაროებისაგან, იგივე ინფექციური აგენტებისგან). ამ ცილების ფუნქცია და ობელისკების სხვა მიკროორგანიზმებთან ურთიერთქმედებას მეცნიერები ახლა აქტიურად იკვლევენ.

კიდევ ერთი რამ ვიცით: ობელისკებს, ვირუსების მსგავსად, გამრავლებისთვის მასპინძელი უჯრედი სჭირდებათ და გაირკვა, რომ ერთ-ერთი პოტენციური მასპინძელი უჯრედი ბაქტერია Streptococcus sanguinis-ია, რომელიც, როგორც წესი, ადამიანის პირის ღრუში გვხვდება და კბილის ნადების შემადგენელი ნაწილია.

დადგინდა, რომ ობელისკები ნაწლავის ბაქტერიების დაახლოებით 7%-ში და პირის ღრუს ბაქტერიების ნახევარში ბინადრობენ, თანაც ყველა კონტინენტზე მცხოვრებ ადამიანებში. მათი არსებობის საშუალო ხანგრძლივობა 300 დღეზე მეტია.

მეცნიერებს აინტერესებთ, თუ რა გავლენას ახდენენ ობელისკები ადამიანის ჯანმრთელობაზე, ისინი შეიძლება იყვნენ ჩვენი მიკრობული ეკოსისტემის მავნე, სასარგებლო ან უბრალოდ პასიური ბინადრები.

რატომაა ეს აღმოჩენა მნიშვნელოვანი?

ადამიანის მიკრობიომში ობელისკების ასეთი მნიშვნელოვანი კონცენტრაცია მიგვანიშნებს, რომ მათ შეიძლება დიდი გავლენა ჰქონდეთ ჩვენს ჯანმრთელობაზე, დაწყებული საჭმლის მომნელებელი სისტემიდან, დასრულებული იმუნიტეტით. რადგან მათი სისოცხლის ხანგრძლივობა საკმაოდ მნიშვნელოვანია, მათი გავლენაც ხანგრძლივი უნდა იყოს.

ერთი ვარაუდია, რომ ობელისკები გადამწყვეტ როლს შეიძლება თამაშობდნენ ნაწლავებსა და პირის ღრუში მიკრობული პოპულაციის ბალანსის შენარჩუნებაში. იმის შესწავლით, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ ობელისკები მიკრობიოზურ მასპინძლებთან, მკვლევრებს შეუძლიათ მიიღონ ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ როგორ გავლენას ახდენენ ისინი მიკრობიოტას საერთო სტაბილურობასა და მრავალფეროვნებაზე. ამან შეიძლება მიგვიყვანოს ჯანსაღი მიკროფლორის შენარჩუნების ან აღდგენის ახალ სტრატეგიებამდე.

სანამ ამ პერსპექტივებს განვიხილავთ, გავიხსენოთ, რას ნიშნავს მიკრობიომი, მიკრობიოტა და მიკრობული ეკოსისტემა.

მიკრობიოტა და ობელისკები

100 ტრილიონი სასარგებლო ბაქტერია ცხოვრობს ჩვენს ნაწლავებში

თითოეული ჩვენგანის მიკრობიოტა ჩვენი თითის ანაბეჭდივით უნიკალურია. ალბათ ხშირად გსმენიათ, რომ ბუნებრივი გზით მშობიარობა ბავშვის იმუნიტეტისთვისაა კარგი, მაგრამ თუ გიფიქრიათ, რატომ? პასუხი მიკრობიოტაში იმალება – როდესაც დაიბადებით, დედის მიერ ვაგინალური მშობიარობის დროს გადაცემული ფეკალური და ვაგინალური მიკროორგანიზმები, (ხოლო საკეისრო კვეთისას – საოპერაციო გარემოს და დედის კანის მიკროორგანიზმები) იწვევს თქვენი ნაწლავის მიკრობიოტის კოლონიზაციის დაწყებას. ნაწლავის მიკრობიოტის დაგროვებას, დივერსიფიკაციას და სტაბილიზაციას დაახლოებით სამი წელი სჭირდება. ზრდასრულ ასაკში ეს მიკრობული ეკოსისტემა ინარჩუნებს სტაბილურობას, თუმცა ასაკის მატებასთან ერთად შეიძლება გაღარიბდეს და ხშირად, ხანდაზმულ ასაკში, ნაკლებად მრავალფეროვანია.

მიკრობიოტას შემთხვევით არ უწოდებენ ადამიანის „მეორე ტვინს“, ის გვეხმარება ნაწლავის უჯრედების მიერ საკვები ნივთიერებების შეწოვაში, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს საჭმლის მომნელებელი სისტემის განვითარებაში, ხელს უწყობს კუჭ-ნაწლავის ლორწოს გამომუშავებას და ფერმენტულ აქტივობას, ნაწლავის უჯრედებში სისხლის მიმოქცევას; ზოგიერთი სასარგებლო ბაქტერია აწარმოებს ანტიმიკრობულ ნაერთებს, და, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია, ის ეხმარება ნაწლავებში იმუნური უჯრედების მომწიფებასა და გააქტიურებას.

ნაწლავის მიკრობიოტას ხშირად მეორე ტვინსაც უწოდებენ

ნაწლავის მიკრობიოტის მრავალფეროვნებაზე ზრუნვა მნიშვნელოვანია ჩვენი ჯანმრთელობისთვის, მიკრობული ეკოსისტემის დარღვევა ასოცირებულია უამრავი დაავადების განვითარებასთან. რა მოხდება იმ შემთხვევაში, თუ ობელისკები პარაზიტები აღმოჩნდებიან? მათ შესაძლოა ზიანი მიაყენონ ნაწლავის სასარგებლო ბაქტერიებს, დაარღვიონ ნაწლავის ეკოსისტემა და გამოიწვიონ ჯანმრთელობის პრობლემები. მაგრამ თუ მათ აქვთ სიმბიოზური ურთიერთობა მასპინძლებთან, ობელისკებმა შეიძლება ხელი შეუწყონ ნაწლავის მიკრობიომის სტაბილურობასა და მრავალფეროვნებას, რაც კიდევ უფრო მეტ პოტენციალს აჩენს, რომ ახალი გზები შემუშავდეს თერაპიული (სამკურნალო) ინტერვენციებისთვის.

ობელისკები და პირის ღრუს ჯანმრთელობა

თუ აღმოჩნდება, რომ ობელისკებს სასარგებლო გავლენა აქვთ მათ მასპინძელ ბაქტერიებზე, ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას კბილის კარიესის და პირის ღრუს სხვა დაავადებების რისკის შესამცირებლად. მაინც როგორ?

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ობელისკების ერთ-ერთი ძირითადი მასპინძელი უჯრედი ბაქტერია Streptococcus sanguinis-ია. ის იმ პირველ ბაქტერიებს შორისაა, რომლებიც კბილებს ეკვრიან და იწყებენ კბილის ნადების წარმოქმნას. ეს ბაქტერიები აწარმოებენ წებოვან ნივთიერებებს, რომლებიც მათ კბილებთან მიმაგრების საშუალებას აძლევს და ქმნიან საფარს, რომელსაც შემდეგ სხვა ბაქტერიებიც ეკვრიან. შედეგად ყალიბდება ბაქტერიული ბიოაპკი. პროცესის დაწყებიდან საშუალოდ 24 საათში, ბაქტერიული ბიოაპკი იზრდება ჩამოფრცქვნილი ეპითეულიმის, მაკროფაგების, საკვები ნარჩენების შეწებებით და გარდაიქმნება კბილის ბალთად. პირის ღრუში არსებული მინერალების ზემოქმედებით ბალთა შეიძლება კალციფიცირდეს, ანუ გამყარდეს, რასაც ჩვენ კბილის მაგარი ნადების ან ქვის სახით ვხედავთ.

ნადებში არსებული Streptococcus sanguinis ნაკლებად ნაკლებად წარმოქმნის მჟავას ვიდრე სხვა ბაქტერიები, როგორიცაა მაგალითად Streptococcus mutanა, რომლის მიერ გამომუშავებული მჟავები კბილის მინანქრის მინერალების ეროზიას იწვევს, რაც კარიესის მთავარი გამომწვევი მიზეზია.

საინტერესოა ისიც, რომ Streptococcus sanguinis-ს შეუძლია ერთგვარი დამცავი როლიც ითამაშოს, როცა კონკურენციაში შედის უფრო მავნე ბაქტერიებთან,  როგორიცაა მაგ. Streptococcus mutans. ზოგიერთი კვლევა ვარაუდობს, რომ კბილის ნადებში Streptococcus sanguinis-ის უფრო მაღალი წილი, შეიძლება დაკავშირებული იყოს კბილის კარიესის დაბალ რისკთან, რადგან მასში მავნე S. mutans-ის კონცენტრაცია უფრო დაბალი იქნება.

ობელისკების გამოყენებით თუ სასარგებლო ბაქტერიების გამრავლებას შევუწყობთ ხელს და ამით შევამცირებთ მავნე ბაქტერიების კონცენტრაციას, სტომატოლოგიური დაავადებების პრევენცია იქნება შესაძლებელი.

იმის გათვალისწინებით, რომ ობელისკებს შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ მასპინძლებზე, ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასარგებლო ბაქტერიების (S. Sanguinis-ის) გამრავლების ხელშესაწყობად, მავნე ბაქტერიების დასათრგუნად / შესამცირებლად (ამ შემთხვევაში – მაგ. S. mutans-ის), ამით კი სტომატოლოგიური დაავადებების პრევენცია იქნება შესაძლებელი.

სხვა პერსპექტივები

ადამიანის მიკრობიომში მათი ხანგრძლივად არსებობა აჩენს მოლოდინს, რომ, მიკრობული ბალანსის დარღვევის შემთხვევაში, ობელისკები შესაძლოა ჩართულნი იყვნენ ქრონიკული დაავადებების ჩამოყალიბებაში ან თავისი წვლილი შეჰქონდეთ დაავადებების განვითარებაში და მიმდინარეობაში. ამ კავშირებს თუ დაადგენენ, მეცნიერებს შეეძლებათ ახალი დიაგნოსტიკური ან პრევენციული საშუალებების, მეთოდების და მიდგომების შემუშავება. მაგალითად, თუ აღმოჩნდება, რომ ობელისკები უშუალოდ მონაწილეობენ პირის ღრუსა ან კუჭ-ნაწლავის პრობლემების განვითარებაში, ახალი თერაპიული მიდგომის საფუძველი სწორედ ობელისკებზე დამიზნება იქნება.

გარდა ზემოაღნიშნულისა, ვინაიდან ობელისკები რნმ ნაწილაკებია, მათ აქვთ პოტენციალი, მნიშვნელოვან სიახლეებს ჩაუყარონ საფუძველი ბიოტექნოლოგიაში, მაგალითად, როგორც Pfizer-ის COVID-19-ს რნმ ვაქცინები “ასწავლის” ადამიანის უჯრედებს, თავად წარმოქმნან ვირუსისთვის დამახასიათებელი ცილები, რომელის წინააღმდეგაც შემდეგ ჩვენი ორგანიზმი იმუნურ წინააღმდეგობას იწყებს, ანუ იმუნიტეტს გამოიმუშავებს. დაახლოებით ასევე შეიძლება გამოვიყენოთ ობელისკებიც და ვაწარმოებინოთ სპეციფიკური “ობლინები” მასპინძელ უჯრედებში.

იმასაც კი იმედოვნებენ, რომ ობელისკები პოტენციურად შეიძლება გამოყენებულ იქნას თერაპიული ცილების წარმოებისთვის კიბოს სპეციფიკურ უჯრედებში, ამ მეთოდის გვერდითი ეფექტები მინიმალური იქნება კიბოს სხვა, დღეისთვის არსებულ მკურნალობის მეთოდებთან შედარებით.

თუმცა ეს მხოლოდ თეორიული პერსპექტივებია, ობელისკების კვლევა ჯერ კიდევ მხოლოდ საწყის ეტაპზეა.

და ბოლოს, ობელისკების აღმოჩენა თავად ევოლუციის არსზე ჩაგვაფიქრებს: როგორ და რა ფორმით ხდება არაცოცხალიდან ცოცხალ ორგანიზმად გარდაქმნა? ანდა სულაც როგორ ხდებოდა მიკრობული ევოლუცია დედამიწაზე სიცოცხლის წარმოშობის პირველ ეტაპზე? ობელისკების კვლევამ ბევრ ამ შეკითხვას შეიძლება გასცეს პასუხი.