บทบาทของยีน fliD ในการควบคุมการสร้างไบโอฟิล์มของ Helicobacter pylori

Abstract

เชื้อ Helicobacter pylori เป็นแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรคติดเชื้อในระบบทางเดินอาหาร ได้แก่ แผลในกระเพาะอาหารและลำไส้เล็ก กระเพาะอาหารอักเสบ และมะเร็งในกระเพาะอาหาร พบว่าประชากรโลกมากกว่าครึ่งหนึ่งมีการติดเชื้อ H. pylori โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแถบประเทศที่กำลังพัฒนา หนึ่งในสาเหตุสำคัญที่ทำให้เชื้อ H. pylori สามารถแพร่กระจายรวมไปถึงการเกิดการติดเชื้อเรื้อรังและการดื้อต่อยาปฏิชีวนะคือการที่เชื้อสามารถสร้างไบโอฟิล์มได้ทั้งขณะเจริญอยู่ในธรรมชาติและในสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามกลไกที่ควบคุมการสร้างไบโอฟิล์มของเชื้อ H. pylori ยังไม่เป็นที่ทราบชัดเจน แฟลเจลาเป็นปัจจัยที่สำคัญในกระบวนการสร้างไบโอฟิล์มของเชื้อแบคทีเรียหลายสายพันธุ์ การศึกษาก่อนหน้าพบการแสดงออกที่สูงขึ้นของโปรตีน FliD ซึ่งเป็นโปรตีนในกลุ่มแฟลเจลลาของเชื้อ H. pylori ในขณะที่ดำรงอยู่ในสภาวะไบโอฟิล์ม งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาบทบาทของยีน fliD ในการควบคุมการสร้างไบโอฟิล์มของเชื้อ H. pylori โดยทำการสร้างเชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน fliD ด้วยเทคนิค inverse PCR mutagenesis และเปรียบเทียบการสร้างไบโอฟิล์มกับเชื้อสายพันธุ์มาตรฐาน ATCC 43504 ทั้งในเชิงกึ่งปริมาณด้วยเทคนิค pellicle assay และเชิงปริมาณด้วยเทคนิคการย้อมสี crystal violet ศึกษาโครงสร้างสามมิติของไบโอฟิล์มด้วยกล้องอิเล็คตรอนแบบส่องกราด เนื่องจากแฟลเจลลามีส่วนช่วยในการเคลื่อนที่และการยึดเกาะ ดังนั้นจึงได้มีการศึกษาผลกระทบของยีน fliD ต่อความสามารถในการเคลื่อนที่และการยึดเกาะต่อเซลล์เยื่อบุกล่องเสียง HEp-2 ด้วยเทคนิค motility assay และ adhesion assay ตามลำดับ แม้ว่าปริมาณไบโอฟิล์มระหว่างเชื้อทั้งสองสายพันธุ์ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่พบว่าการกลายพันธุ์ของยีน fliD ส่งผลต่อการชะลอการสร้างและโครงสร้างสามมิติที่สมบูรณ์ของไบโอฟิล์มของเชื้อ H. pylori นอกจากนี้ยังพบว่าเชื้อ H. pylori ที่มีการกลายพันธุ์ของยีน fliD สามารถเคลื่อนที่ได้ลดลง แต่ยังคงความสามารถในการยึดเกาะเซลล์เยื่อบุกล่องเสียง HEp-2 ได้ในระดับเดียวกับเชื้อสายพันธุ์มาตรฐาน ยีน fliD อาจมีบทบาทต่อกระบวนการสร้างไบโอฟิล์มที่สมบูรณ์ของเชื้อ H. pylori และอาจนำมาใช้เป็นเป้าหมายสำหรับการพัฒนาวัคซีนหรือยารักษาการติดเชื้อต่อไปในอนาคต