একটি নতুন গবেষণায়, ইউনিভার্সিটি অফ ইলিনয় এবং রোচে সুইজারল্যান্ডের গবেষকরা রিপোর্ট করেছেন যে তারা সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার কার্যত দুর্ভেদ্য বাইরের ঝিল্লিতে প্রবেশ করার জন্য অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ওষুধের একটি উপায় খুঁজে পেয়েছেন। সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসাকে শত শত যৌগ দিয়ে বোমাবর্ষণ করে এবং এই অণুগুলির শারীরিক ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করার জন্য মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে, তারা এই ব্যাকটেরিয়ামের বাইরের ঝিল্লিতে কীভাবে প্রবেশ করতে পারে তা আবিষ্কার করেছিল। তারা এই তথ্য ব্যবহার করে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ওষুধগুলিকে রূপান্তর করতে যা আগে সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার বিরুদ্ধে নিষ্ক্রিয় ছিল যা এর বিরুদ্ধে সক্রিয় ওষুধে। ফলাফলগুলি 22 নভেম্বর, 2023-এ নেচার জার্নালে "সিউডোমোনাসে পোরিন-স্বাধীন সঞ্চয় অ্যান্টিবায়োটিক আবিষ্কার সক্ষম করে" শিরোনামে অনলাইনে প্রকাশিত হয়েছিল।
পেপারের সংশ্লিষ্ট লেখক এবং আরবানা-চ্যাম্পেইনের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের রসায়নের অধ্যাপক পল হারগেনরোথার বলেছেন, "সিউডোমোনাস এখনও সবচেয়ে কঠিন গ্রাম-নেতিবাচক ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণের চিকিৎসা করা, এবং সাধারণভাবে গ্রাম-নেতিবাচক সংক্রমণের চিকিত্সা খুবই চ্যালেঞ্জিং। ইউএস ফুড অ্যান্ড ড্রাগ অ্যাডমিনিস্ট্রেশন (এফডিএ) 50 বছরেরও বেশি সময় ধরে গ্রাম-নেগেটিভ ব্যাকটেরিয়ার জন্য একটি নতুন অ্যান্টিবায়োটিক ওষুধ অনুমোদন করেনি।"
গ্রাম-নেতিবাচক এবং গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া বিভিন্ন কোষ প্রাচীর রচনা আছে. আরবানা-চ্যাম্পেইনের ইলিনয় বিশ্ববিদ্যালয়ের এমিলি গেডেস, গবেষণাপত্রের প্রথম লেখক বলেছেন, সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসা একটি শক্তভাবে প্যাক করা বাইরের ঝিল্লি রয়েছে যা নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়। "এটি প্যাসিভ ডিফিউশনের মাধ্যমে অন্যান্য অণুগুলির পক্ষে পাস করা কঠিন করে তোলে।"
সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার অন্যান্য প্রতিরক্ষাও রয়েছে, গেডেস বলেছেন, উচ্চ বিশেষায়িত পোরিন সহ যা এটিকে অন্যদের বাইরে রাখার সময় নির্দিষ্ট পুষ্টি আনতে সক্ষম করে; এবং ইফ্লাক্স পাম্প, যা শরীর থেকে অবাঞ্ছিত যৌগ বের করে দেয়। সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার 12টি ইফ্লাক্স পাম্প রয়েছে, গেডেস বলেছেন। "এটি সত্যিই প্রতিরোধের পদ্ধতির বৈচিত্র্য প্রদান করে যা কিছু অন্যান্য ব্যাকটেরিয়া প্রজাতির নেই।" আমাদের লক্ষ্য, তিনি বলেছেন, "মূলত এই ব্যাকটেরিয়া কোষে কী ধরনের অণু প্রবেশ করে এবং কোষের ভিতরে থাকে তা দেখার জন্য যৌগগুলির একটি সিরিজ পরীক্ষা করা এবং আশা করি এটি থেকে কিছু নকশা নীতি শিখতে হবে।"
হারজেনরোথার বলেন, সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার প্রাথমিক গবেষণা অ্যান্টিবায়োটিকের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে, কোনটি ব্যাকটেরিয়াকে মেরে ফেলতে বা দুর্বল করতে পারে তা পরীক্ষা করে।
তিনি বলেন, "আমরা একটি ভিন্ন পন্থা নিয়েছিলাম - অ-অ্যান্টিবায়োটিক যৌগগুলির একটি পরিসর পরীক্ষা করা এবং কোনটি শরীরে জমা হয়েছে তা ট্র্যাক করা। আমরা তখন এই বিল্ডআপগুলির সাধারণ রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বোঝার জন্য মেশিন লার্নিং ব্যবহার করেছি।"
এই পদ্ধতিতে অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের মধ্যে পাওয়া গেছে যে, ইতিবাচক চার্জযুক্ত পৃষ্ঠ এবং হাইড্রোজেন বন্ড দাতাদের বৃহত্তর ক্ষেত্রফলযুক্ত যৌগগুলি P. aeruginosa-তে জমা হওয়ার সম্ভাবনা বেশি, গেডেস বলেন, এবং এই যৌগগুলি "ব্যাকটেরিয়ামের মধ্যে একটি ফাঁক তৈরি করতে পারে। বাইরের ঝিল্লি, এটিকে অস্থিতিশীল করে এবং অন্যান্য পদার্থের মধ্য দিয়ে যেতে দেয়।"
প্রকৃতি থেকে ছবি, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06760-8।
সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসায় প্রবেশ করার জন্য যৌগের কী বৈশিষ্ট্য থাকতে হবে তা তারা জানলে, এই লেখকরা একটি বিদ্যমান অ্যান্টিবায়োটিক ওষুধ, ফুসিডিক অ্যাসিড (এফএ) ব্যবহার করে এই নিয়মগুলি পরীক্ষা করার জন্য বেছে নিয়েছিলেন, যেখানে ফুসিডিক অ্যাসিড গ্রাম-পজিটিভ ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণের চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করা হয় কিন্তু কোনটি নেই। গ্রাম-নেতিবাচক ব্যাকটেরিয়ার বিরুদ্ধে কার্যকলাপ। তারা এফএ প্রিকারসার ড্রাগ (এফএ প্রোড্রাগ) নামে একটি ডেরিভেটিভ ফর্ম তৈরি করে ওষুধটিকে পরিবর্তন করেছে, যা মেশিন লার্নিং অনুশীলনে পাওয়া বৈশিষ্ট্যগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করে।
গেডেস বলেন, পরীক্ষাটি সফল হয়েছে। তিনি বলেন, "ধনাত্মক চার্জ বৃদ্ধির সাথে সাথে এবং হাইড্রোজেন বন্ড দাতার পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে আমরা সিউডোমোনাস এরুগিনোসাতে এফএ প্রোড্রাগের সঞ্চয়নের অনুরূপ বৃদ্ধি দেখেছি। এই পরিবর্তনগুলির সাথে, আমরা একটি 64-গুণ বৃদ্ধি পেয়েছি কার্যকলাপে।"
হারজেনরোথার বলেন, "সিউডোমোনাস অ্যারুগিনোসার বিরুদ্ধে একা এফএ-র কোনো কার্যকলাপ ছিল না। তাই, এই এফএ পূর্বসূরি ওষুধটি তৈরি করতে সক্ষম হওয়া এই নিয়মগুলির একটি শক্তিশালী প্রদর্শন।"
গেডেস বলেছেন যে এই এফএ পূর্ববর্তী ওষুধটি নিজেই সম্ভবত সিউডোমোনাস সংক্রমণের বিরুদ্ধে ব্যবহারের জন্য প্রার্থী হবে না। যাইহোক, এই নতুন গবেষণায় শেখা নীতিগুলি এই বিপজ্জনক ড্রাগ-প্রতিরোধী সংক্রমণের বিরুদ্ধে লড়াই করার জন্য নতুন যৌগগুলি ডিজাইন করতে সাহায্য করবে।
