ایک نئی تحقیق میں، یونیورسٹی آف الینوائے اور روچے سوئٹزرلینڈ کے محققین نے رپورٹ کیا ہے کہ انہوں نے اینٹی مائکروبیل دوائیوں کے لیے Pseudomonas aeruginosa کی عملی طور پر ناقابل تسخیر بیرونی جھلی میں گھسنے کا ایک طریقہ ڈھونڈ لیا ہے۔ سیوڈموناس ایروگینوسا پر سینکڑوں مرکبات کے ساتھ بمباری کرکے اور مشین لرننگ کا استعمال کرتے ہوئے ان مالیکیولز کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کا تعین کرنے کے لیے جب وہ اس کے جسم میں جمع ہوتے ہیں، انھوں نے دریافت کیا کہ اس جراثیم کی بیرونی جھلی میں کیسے گھسنا ہے۔ انہوں نے اس معلومات کو اینٹی مائکروبیل ادویات کو تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جو پہلے Pseudomonas aeruginosa کے خلاف غیر فعال تھیں جو اس کے خلاف سرگرم ہیں۔ یہ نتائج 22 نومبر 2023 کو جریدے نیچر میں "Pseudomonas میں Porin-independent accumulation enables antibiotic Discovery" کے عنوان سے آن لائن شائع ہوئے۔
اس مقالے کے متعلقہ مصنف اور Urbana-Champaign میں الینوائے یونیورسٹی میں کیمسٹری کے پروفیسر پال ہرگنروتھر نے کہا، "سیوڈوموناس کا علاج کرنا سب سے مشکل گرام منفی بیکٹیریل انفیکشن ہے، اور عام طور پر گرام منفی انفیکشن کا علاج بہت مشکل ہے۔ امریکی فوڈ اینڈ ڈرگ ایڈمنسٹریشن (ایف ڈی اے) نے 50 سال سے زیادہ عرصے میں گرام منفی بیکٹیریا کے لیے ایک نئی اینٹی بائیوٹک دوا کی منظوری نہیں دی ہے۔"
گرام منفی اور گرام پازیٹو بیکٹیریا میں خلیے کی دیواروں کی مختلف ساختیں ہوتی ہیں۔ اس مقالے کی پہلی مصنفہ، Urbana-Champaign میں یونیورسٹی آف الینوائے کی ایملی گیڈس نے کہا کہ Pseudomonas aeruginosa ایک مضبوطی سے بھری ہوئی بیرونی جھلی ہے جو منفی چارج ہوتی ہے۔ "یہ دوسرے انووں کے لیے غیر فعال بازی کے ذریعے گزرنا مشکل بنا دیتا ہے۔"
گیڈس کا کہنا ہے کہ سیوڈموناس ایروگینوسا کے دوسرے دفاع بھی ہوتے ہیں، جن میں انتہائی مہارت والے پورن بھی شامل ہیں جو اسے دوسروں کو باہر رکھتے ہوئے مخصوص غذائی اجزاء لانے کے قابل بناتے ہیں۔ اور بہاؤ پمپ، جو جسم سے ناپسندیدہ مرکبات کو نکال دیتے ہیں۔ گیڈس کا کہنا ہے کہ سیوڈموناس ایروگینوسا میں 12 ایفلوکس پمپ ہیں۔ "یہ واقعی مزاحمتی میکانزم کا ایک تنوع فراہم کرتا ہے جو کچھ دوسرے بیکٹیریل پرجاتیوں کے پاس نہیں ہے۔" وہ کہتی ہیں، "ہمارا مقصد بنیادی طور پر مرکبات کی ایک سیریز کی جانچ کرنا ہے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ اس بیکٹیریل سیل میں کس قسم کے مالیکیول آتے ہیں اور سیل کے اندر رہتے ہیں، اور امید ہے کہ اس سے ڈیزائن کے کچھ اصول سیکھیں۔"
Hergenrother نے کہا کہ Pseudomonas aeruginosa پر ابتدائی تحقیق اینٹی بائیوٹکس پر مرکوز تھی، یہ جانچنا کہ کون سے بیکٹیریا کو مار سکتا ہے یا کمزور کر سکتا ہے۔
وہ کہتے ہیں، "ہم نے ایک مختلف طریقہ اختیار کیا - غیر اینٹی بائیوٹک مرکبات کی ایک رینج کی جانچ کرنا اور جسم میں جمع ہونے والے مرکبات کا پتہ لگانا۔ پھر ہم نے ان مرکبات کی عام کیمیائی خصوصیات کو سمجھنے کے لیے مشین لرننگ کا استعمال کیا۔"
اس نقطہ نظر سے، دیگر خصوصیات کے علاوہ، یہ پایا گیا کہ مثبت چارج شدہ سطحوں کے ساتھ مرکبات اور ہائیڈروجن بانڈ کے عطیہ دہندگان کے بڑے سطحی رقبے کے ساتھ مرکبات P. aeruginosa میں جمع ہونے کا زیادہ امکان رکھتے ہیں، Geddes نے کہا، اور یہ کہ یہ مرکبات "بیکٹیریم میں خلا پیدا کر سکتے ہیں۔ بیرونی جھلی، اسے غیر مستحکم کرنا اور دوسرے مادوں کو گزرنے دینا۔"
فطرت سے تصویر، 2023، doi:10.1038/s41586-023-06760-8۔
ایک بار جب وہ جان گئے کہ Pseudomonas aeruginosa میں گھسنے کے لیے ایک مرکب کو کن خصوصیات کا ہونا ضروری ہے، تو ان مصنفین نے موجودہ اینٹی بائیوٹک دوا، fusidic acid (FA) کو اپناتے ہوئے ان اصولوں کو جانچنے کا انتخاب کیا، جس میں فوسیڈک ایسڈ گرام پازیٹیو بیکٹیریل انفیکشن کے علاج کے لیے استعمال کیا جاتا ہے لیکن اس میں کوئی کمی نہیں ہے۔ گرام منفی بیکٹیریا کے خلاف سرگرمی۔ انہوں نے اس کی ایک مشتق شکل بنا کر دوا میں ترمیم کی، جسے FA پیشگی دوا (FA prodrug) کہا جاتا ہے، جس میں مشین سیکھنے کی مشق میں پائی جانے والی خصوصیات کو شامل کیا گیا ہے۔
گیڈس نے کہا کہ تجربہ کامیاب رہا۔ اس نے کہا، "جیسے جیسے مثبت چارج میں اضافہ ہوا اور ہائیڈروجن بانڈ ڈونر کی سطح کے رقبے میں اضافہ ہوا، ہم نے Pseudomonas aeruginosa میں FA prodrug کے جمع ہونے میں اسی طرح اضافہ دیکھا۔ ان تبدیلیوں کے ساتھ، ہم نے 64-گنا اضافہ پایا۔ سرگرمی میں."
Hergenrother نے کہا، "صرف FA میں Pseudomonas aeruginosa کے خلاف کوئی سرگرمی نہیں تھی۔ اس لیے، اس FA کی پیشگی دوا بنانے کے قابل ہونا ان اصولوں کا مضبوط مظاہرہ ہے۔"
گیڈس کا کہنا ہے کہ یہ ایف اے کی پیشگی دوا شاید خود سیوڈموناس انفیکشن کے خلاف استعمال کے لیے امیدوار نہیں ہوگی۔ تاہم، اس نئی تحقیق میں سیکھے گئے اصول ان خطرناک منشیات کے خلاف مزاحم انفیکشن سے لڑنے کے لیے نئے مرکبات کو ڈیزائن کرنے میں مدد کریں گے۔
