ปรากฏการณ์ที่มดรับรู้บาดแผลติดเชื้อและรักษาด้วยยาปฏิชีวนะ
(uni-wuerzburg.de)- Matabele ants ซึ่งมักบาดเจ็บจากการล่าปลวก สามารถแยกแยะบาดแผลของเพื่อนร่วมรังที่ติดเชื้อ และรักษาด้วยสารปฏิชีวนะของตัวเองเพื่อเพิ่มโอกาสรอดชีวิต
- เมื่อเกิดการติดเชื้อ โปรไฟล์ไฮโดรคาร์บอน บนผิวลำตัวของมดจะเปลี่ยนไป และมดตัวอื่นจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีนี้เพื่อประเมินว่ามีการติดเชื้อหรือไม่
- สารที่ใช้รักษามาจาก metapleural gland บริเวณด้านข้างของอก โดยในองค์ประกอบ 112 ชนิด มีครึ่งหนึ่งที่มีฤทธิ์ต้านจุลชีพหรือช่วยสมานแผล
- นักวิจัยยืนยันว่าการรักษานี้ช่วย ลดอัตราการตายลง 90% ในมดที่ติดเชื้อ และบทความวิจัยได้รับการเผยแพร่แบบเปิดให้เข้าถึงใน Nature Communications เมื่อวันที่ 29 ธันวาคม 2023
- เชื้อก่อโรคหลักอย่าง Pseudomonas aeruginosa เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อในมนุษย์ด้วย การวิเคราะห์สารปฏิชีวนะของมดจึงอาจนำไปสู่การค้นหายาปฏิชีวนะชนิดใหม่
การล่าที่อันตรายและการติดเชื้อที่บาดแผลของ Matabele ants
- Matabele ants (Megaponera analis) กระจายตัวอย่างกว้างขวางในแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา และกินปลวกเป็นอาหารเท่านั้น
- เนื่องจากปลวกทหารป้องกันฝูงด้วยกรามขนาดใหญ่ที่แข็งแรง Matabele ants ที่ออกล่าจึงบาดเจ็บได้บ่อย
- เมื่อบาดแผลติดเชื้อ ความเสี่ยงต่อการอยู่รอดจะเพิ่มขึ้น แต่มดเหล่านี้สามารถแยกแยะ บาดแผลที่ติดเชื้อ ออกจากบาดแผลที่ไม่ติดเชื้อและรักษาได้
วิธีตรวจจับและรักษาการติดเชื้อ
- การติดเชื้อทำให้ โปรไฟล์ไฮโดรคาร์บอน บนผิวลำตัวของมดเปลี่ยนไป และมดตัวอื่นจะตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนี้เพื่อระบุสถานะการติดเชื้อของบาดแผล
- มดจะทา สารประกอบต้านจุลชีพ และโปรตีนลงบนบาดแผลที่ติดเชื้อ
- สารเหล่านี้มาจาก metapleural gland บริเวณด้านข้างของอก
- สารคัดหลั่งประกอบด้วยองค์ประกอบ 112 ชนิด
- ในจำนวนนั้น ครึ่งหนึ่งมีฤทธิ์ต้านจุลชีพหรือช่วยสมานแผล
- นักวิจัยยืนยันว่าการรักษานี้ช่วย ลดอัตราการตายลง 90% ในมดที่ติดเชื้อ
นักวิจัยและบทความวิจัย
- งานวิจัยนี้ดำเนินการโดยทีมที่นำโดย Erik Frank จาก Julius-Maximilians-Universität Würzburg และ Laurent Keller จาก University of Lausanne
- บทความวิจัยได้รับการเผยแพร่แบบเปิดให้เข้าถึงใน Nature Communications เมื่อวันที่ 29 ธันวาคม 2023
- ชื่อบทความคือ “Targeted treatment of injured nestmates with antimicrobial compounds in an ant society”
ความเป็นไปได้ในการเชื่อมโยงกับการแพทย์มนุษย์
- Erik Frank มองว่า นอกจากมนุษย์แล้ว เขาไม่รู้จักสิ่งมีชีวิตอื่นที่ทำการรักษาบาดแผลเชิงการแพทย์ได้ซับซ้อนเช่นนี้
- Laurent Keller อธิบายว่า Pseudomonas aeruginosa ซึ่งเป็นเชื้อก่อโรคหลักในบาดแผลของมด ยังเป็นสาเหตุสำคัญของการติดเชื้อในมนุษย์ และหลายสายพันธุ์มีภาวะดื้อยาปฏิชีวนะ
- นักวิจัยตั้งใจจะร่วมกับกลุ่มวิจัยด้านเคมีเพื่อระบุและวิเคราะห์ สารปฏิชีวนะ ที่ Matabele ants ใช้
- การวิเคราะห์นี้อาจนำไปสู่การค้นพบ ยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ ที่ใช้กับมนุษย์ได้ด้วย
ทิศทางงานวิจัยถัดไปและสื่อสังเกตการณ์
- Erik Frank ตั้งใจจะตรวจสอบ พฤติกรรมการดูแลบาดแผล ของมดชนิดอื่นและสัตว์สังคมชนิดอื่น เพื่อยืนยันว่า Matabele ants มีความพิเศษเฉพาะตัวในด้านนี้จริงหรือไม่
- ใน วิดีโอ ที่เผยแพร่ สามารถชมฉากที่ Matabele ant ตัวหนึ่งรักษามดที่บาดเจ็บซึ่งถูกทำเครื่องหมายด้วยจุดสีขาวได้
- มดที่ทำการรักษาใช้ขาหน้าจับ metapleural gland
- จากนั้นรวบรวมสารปฏิชีวนะจากบริเวณนั้นแล้วส่งต่อไปยังบาดแผล
สารคดี Netflix และข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
- งานวิจัย Matabele ants ของ Erik Frank ได้รับความสนใจจากทีมผู้ผลิตสารคดีธรรมชาติของ Netflix เรื่อง “Life on Our Planet”
- สารคดี 8 ตอนนี้กล่าวถึงวิวัฒนาการของชีวิตตลอด 500 ล้านปีที่ผ่านมา โดย Steven Spielberg เป็นผู้กำกับ และฉบับภาษาอังกฤษบรรยายโดย Morgan Freeman
- Matabele ants ปรากฏในตอนที่ 5 ความยาว 51 นาทีชื่อ “In the Shadow of Giants”
- ฉากดังกล่าวถ่ายทำในเดือนเมษายน 2021 ที่สถานีวิจัย Comoé ของ University of Würzburg ใน Côte d'Ivoire
- การถ่ายทำดำเนินไปเป็นเวลา 3 สัปดาห์
- ถ่ายทำทั้งในถิ่นอาศัยตามธรรมชาติและรังเทียมในสถานีวิจัย
- ลิงก์ Netflix: Life on Our Planet
หนังสือของ Erik Frank
- หนังสืออัตชีวประวัติของ Erik Frank เรื่อง “Une Histoire de Fourmis” ฉบับปกอ่อนวางจำหน่ายตั้งแต่เดือนตุลาคม 2023
- หนังสือเล่มนี้กล่าวถึงงานวิจัยของเขา ประสบการณ์ที่สถานีวิจัย Comoé และช่วงที่ทำปริญญาเอกที่ University of Würzburg
- ในฝรั่งเศส หนังสือเล่มนี้ได้รับการเสนอชื่อเป็นหนึ่งใน 6 หนังสือยอดเยี่ยมด้านการสื่อสารวิทยาศาสตร์ประจำปี 2022
- ลิงก์สำนักพิมพ์: Une Histoire de Fourmis
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นบน Hacker News
น่าทึ่งมาก สิ่งที่เจ๋งคือการค้นพบครั้งนี้อาจช่วยให้เรา รักษาการติดเชื้อในมนุษย์ ได้ดีขึ้นด้วย
"Erik Frank. Laurent Keller also adds that these findings 'have medical implications because the primary pathogen in ant’s wounds, Pseudomonas aeruginosa, is also a leading cause of infection in humans, with several strains being resistant to antibiotics'."
แค่จินตนาการว่าบรรดานักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของบริษัทยายักษ์ใหญ่จะกรูกันไปศึกษาว่า ค็อกเทลของสารประกอบ ที่มดใช้มีอะไรบ้าง เพื่อสร้างยาบล็อกบัสเตอร์ตัวถัดไป ก็น่าสนุกแล้ว
ถ้าเป็นยารักษามะเร็งหรือยารักษาโรคหายากร้ายแรง ป่านนี้คงเอามดมาบดเป็นถัง ๆ ตั้งแต่เมื่อวานแล้ว
ระดับความสามารถในการปรับตัวและพฤติกรรมฉลาด ๆ ของมดนั้นน่าประทับใจอย่างบ้าคลั่ง และแทบจะน่ากลัวด้วยซ้ำ
ให้ความรู้สึกเหมือนสิ่งที่น่าจะอ่านเจอในงานของ Adrian Czajkowski/Tchaikovsky มากกว่าจะเป็นเรื่องจริง
มด เลี้ยงเพลี้ยอ่อน ไม่ใช่แค่ไปหาเพลี้ยอ่อนแล้วเก็บน้ำหวาน แต่พามันไปยังพืชและคอยดูแล
เมล็ดทานตะวันที่บ้านผมก็ถูกมดเก็บเกี่ยวเหมือนกัน ไม่ใช่แค่เอาเมล็ดไปนิดหน่อย แต่ถ้าเลยช่วงเก็บเกี่ยวไปแค่วันเดียวก็เอาไปหมด บางตัวอยู่บนดอกคอยแกะเมล็ดออกมา ส่วนมดตัวอื่นด้านล่างก็เก็บเมล็ดที่ตกลงพื้น เป็นการร่วมมือกันที่น่าทึ่งมาก
ยิ่งไม่น่าเชื่อเข้าไปอีกเพราะไม่ใช่มดยักษ์ แต่เป็นมดตัวเล็กมาก ๆ พูดตรง ๆ น่าแปลกใจด้วยซ้ำที่พวกมันไม่สร้างโครงสร้างหินขนาดยักษ์ แต่รังใต้ดินของพวกมันก็ถือว่าใหญ่ระดับเมกะลิธตามมาตรฐานของมดอยู่แล้ว
บางทีแทนที่จะสืบเรื่องมนุษย์ต่างดาวโบราณ เราควรสืบว่ามดคือผู้สร้างพีระมิดตัวจริงหรือเปล่า
ส่วนตัวผมขอต้อนรับ เจ้าเหนือหัวมด ของเราไว้ก่อน
สิ่งที่น่ากลัวและน่าทึ่งจริง ๆ คือการปรับตัวระดับนี้ไม่ใช่ข้อยกเว้นในระบบชีววิทยา แต่เป็นกฎทั่วไปต่างหาก
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9881685/#:~:tex...
“พวกมันป้ายสารประกอบและโปรตีนต้านจุลชีพลงบนบาดแผลที่ติดเชื้อเพื่อรักษา ยาปฏิชีวนะนี้ได้มาจาก ต่อมเมตาพลูรัล ซึ่งอยู่ด้านข้างของอก สารคัดหลั่งของมันมีองค์ประกอบ 112 ชนิด โดยครึ่งหนึ่งมีฤทธิ์ต้านจุลชีพหรือช่วยสมานแผล”
ผมสงสัยเกี่ยวกับต่อมเมตาพลูรัลนี้ เลยไปหาบทความเกี่ยวกับการใช้งานของมัน: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21504532/#:~:text=The%20meta...
“เมื่อบาดแผลติดเชื้อ มันจะกลายเป็นความเสี่ยงใหญ่ต่อการอยู่รอด แต่ มด Matabele ได้พัฒนาระบบการแพทย์ที่ซับซ้อนขึ้น พวกมันแยกแยะบาดแผลที่ไม่ติดเชื้อกับบาดแผลที่ติดเชื้อได้ และสามารถรักษาแบบหลังได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยยาปฏิชีวนะที่ผลิตขึ้นเอง”
ก่อนหน้านี้เคยดูวิดีโอเกี่ยวกับมดบน YouTube ซึ่งมีฉากที่มันเผชิญหน้ากับปลวกและเปิดศึกเต็มรูปแบบ
นักรบปลวกกัดครั้งเดียวก็สามารถตัดแขนขาของมดออกได้อย่างแท้จริง
ในวิดีโอบอกว่าด้วยยาปฏิชีวนะ มดสามารถฟื้นฟังก์ชันพื้นฐานได้ภายในหนึ่งวัน เท่ากับว่าแม้จะเสียขาไปตอน 9 โมงเช้า แค่มีใครมาทายาปฏิชีวนะให้ไม่กี่วินาทีหรือสักหนึ่งนาที ราวบ่าย 3 โมงมันก็กลับมาใช้งานได้อีก
ไม่ได้หมายถึงการงอกใหม่ แต่หมายถึงแม้จะ ไม่มีแขนขาบางส่วน ก็ยังเดินไปมาและทำตัวให้ปกติที่สุดเท่าที่ทำได้
ยาปฏิชีวนะที่สร้างขึ้นเองต่างจาก T cell หรือแอนติบอดีอย่างไร?
ยาปฏิชีวนะคือโมเลกุลที่ใส่เข้าไปในร่างกายเพื่อใช้ฆ่าเฉพาะเชื้อก่อโรค
ดังนั้นจึงเป็นคำคนละแบบกัน ถ้ามองอีกมุมหนึ่ง หากโมเลกุลเหล่านั้นถูกใช้เป็นยา เราก็น่าจะเรียกมันว่ายาปฏิชีวนะ
“มดเอายาปฏิชีวนะนี้มาจากต่อมเมทาเพลอรัล”
น่าทึ่งจริง ๆ ที่ผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติแล้วมีต่อมบางอย่างเกิดขึ้นมา และต่อมนั้นสร้าง องค์ประกอบมากกว่า 112 ชนิด ตั้งแต่ยาปฏิชีวนะไปจนถึงสารเคมีต่าง ๆ
ทฤษฎีพื้นฐานที่ว่า “การกลายพันธุ์แบบสุ่ม” และความผิดพลาดในการคัดลอก DNA ของมดสร้างถุงหลั่งสารขึ้นมา สำหรับผมมันฟังดูประหลาดมาก ๆ จนจินตนาการเหมือนว่ามดตัวแรกสามารถนำสารเคมีมาใช้เพื่อ “ควบคุมและพิชิต” ได้แบบ “Mule” ใน Foundation
รู้สึกเหมือนว่าแม้แต่ใน “การกลายพันธุ์แบบสุ่ม” ก็มีวงจรการเรียนรู้บางอย่างแฝงอยู่
มดก็มี ไมโครไบโอม เหมือนมนุษย์ และดูเหมือนจะรู้กันมานานแล้วว่าไมโครไบโอมนั้นสร้างสารต้านจุลชีพ/ยาปฏิชีวนะหลากหลายชนิด รวมถึงโมเลกุลออกฤทธิ์ทางชีวภาพอื่น ๆ ที่มดสามารถนำไปใช้ได้ [1] ในบทความนี้ดูเหมือนว่าต่อมอื่น ๆ ก็เก็บและหลั่งสารต้านจุลชีพเหล่านั้นด้วย
ดังนั้นสารต้านจุลชีพที่มาจากไมโครไบโอม รวมถึงกลไกการเก็บและหลั่งในต่อม น่าจะมีอยู่แล้วก่อนที่ต่อมเมทาเพลอรัลเฉพาะทางนี้จะพัฒนาขึ้น
ต่อมนี้ถูกใช้บ่อยมากในพฤติกรรมการทำความสะอาดร่างกาย เมื่อมดทำความสะอาดตัวเอง มดตัวอื่น ราชินี ตัวอ่อน หรือในกรณีของมดตัดใบก็รวมถึงอาณานิคมเชื้อราด้วย มันสามารถถูต่อมเมทาเพลอรัลก่อนการทำความสะอาด เพื่อทาสารต้านจุลชีพ/ยาปฏิชีวนะและลดความเสี่ยงการติดเชื้อ
พฤติกรรมการทำความสะอาดร่างกายก็น่าจะมีมาก่อนต่อมนี้ และเกือบแน่นอนว่ามีสารหลั่งจากต่อมอื่นเกี่ยวข้องด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผมนึกถึงน้ำลายหรือสารหลั่งเทียบเท่าในมด สำหรับ “เช็ด” ฟีโรโมนเก่าหรือคราบที่รบกวนการส่งสัญญาณออกไป
ดังนั้นอาจมองได้ว่าวัตถุดิบสำหรับสร้างอวัยวะและพฤติกรรมที่ค่อนข้างเฉพาะทางนี้มีอยู่พร้อมเกือบทั้งหมดอย่างเป็นอิสระอยู่แล้ว อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงเรื่องเล่าที่ประกอบจากการอ่านและการคาดเดาของคนนอกวงการ ไม่ได้ตั้งใจนำเสนอเหมือนเป็นข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์
อีกอย่าง ผมไม่ใช่นักชีววิทยา และไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านวิวัฒนาการหรือพันธุศาสตร์ แต่เท่าที่เข้าใจ ทุกวันนี้วิวัฒนาการไม่ได้ถูกเชื่ออย่างเคร่งครัดอีกต่อไปว่าเกิดขึ้นจากการกลายพันธุ์แบบสุ่มเพียงอย่างเดียว ตัวอย่างเช่น ในบางกรณีมีหลักฐานมากมายว่า การเปลี่ยนแปลงทางอีพิเจเนติกส์ สามารถเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมและกระบวนการภายในได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ และสามารถกลายเป็นส่วนถาวรของจีโนมผ่านกลไกที่ถูกเสนอไว้หลายแบบ
“ขณะนี้มีหลักฐานที่ดีว่าการถ่ายทอดทางอีพิเจเนติกส์เป็นเรื่องแพร่หลาย และมีส่วนเกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการเชิงปรับตัวและมหาวิวัฒนาการ ผลทางวิวัฒนาการจำนวนมากของการถ่ายทอดทางอีพิเจเนติกส์เปิดพื้นที่วิจัยใหม่ ๆ และชี้ว่าจำเป็นต้องขยายการสังเคราะห์วิวัฒนาการให้พ้นจากโมเดลนีโอดาร์วินปัจจุบัน”
บทคัดย่อของบทความอีกฉบับลงรายละเอียดมากขึ้นว่าอีพิเจเนติกส์อาจส่งผลต่อวิวัฒนาการทั้งทางตรงและทางอ้อมอย่างไร นอกจากภาพรวมใหญ่ ๆ แล้ว ส่วนใหญ่ก็เกินขอบเขตความเข้าใจของผม [3]
[1] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1634922/
[2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5566804/
[3] - https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2020.011...
ผมกำลังทำสงครามกับมดในครัวอยู่ตลอด พวกมันอึดมากจริง ๆ และวิธีเดียวที่ได้ผลจริงคือรักษาครัวให้ สะอาดหมดจด
ให้วางส่วนผสมต่อไปนี้ไว้ในฝาตื้น ๆ หรือจานใกล้จุดที่มดเข้ามา
บอแรกซ์ น้ำยาล้างจาน 1
น้ำตาล 3
น้ำอุ่น 15
ถ้าเจือจางพอ มดจะกินส่วนผสมและนำกลับไปที่อาณานิคม หลังจากนั้นไม่กี่วัน พิษที่ออกฤทธิ์ช้าจะเริ่มลดจำนวนฝูง
จริง ๆ แล้วเมื่อเส้นทางถูกทำเครื่องหมายทางเคมีแล้ว การกันมดออกไปทำได้ยากมาก และถ้ายังไม่สามารถจัดการถังขยะได้ มันก็จะถูกดึงดูดกลับมาอีก
การใช้ ดินเบาเผา ผสมน้ำทาบริเวณโครงสร้างภายนอกรอบ ๆ ก็ช่วยลดพวกที่มีโครงกระดูกภายนอกเป็นไคตินได้เช่นกัน ถ้าอาณานิคมเชื่อมกับระบบอุโมงค์ อาจได้ผล
ขอให้โชคดี
มันเข้าไปในถังพักน้ำชักโครก ชามน้ำแมว แจกัน แม้แต่แก้วของผม เพื่อหาน้ำอย่างเดียว ผมไม่เคยเห็นมดในบ้านขนอาหารชนิดใด ๆ เลย และดูเหมือนจะไม่สนใจอาหารแมวด้วย แต่มันหาน้ำเจอเสมอ สงสัยเหมือนกันว่ามันอยู่รอดได้อย่างไรด้วยอาหารที่ให้พลังงานต่ำขนาดนั้น
ผมต้องลำบากพอสมควรในการอุดทางเข้าทั้งหมดด้วยซิลิโคน และจนถึงตอนนี้นั่นดูเหมือนเป็นมาตรการที่ได้ผลที่สุด
แค่วางกล่องเหยื่อสองสามอันในห้องที่มีมด วันถัดมามันก็หายไป และเป็นแบบนั้นมาเกือบ 3 ปีแล้ว
ไม่เกี่ยวโดยตรงแน่ ๆ แต่ทำให้นึกถึงหมาของผม เวลาโดนกระดาษบาดหรือผิวมือแห้งเพราะผื่นเอ็กซีมา ทันทีที่มันได้กลิ่นแผลหรือผิวที่เสียหาย มันจะพยายามเลียไม่หยุด เหมือนกำลังทำความสะอาดหรือเปล่า? มันเป็นหมาตัวแรกของผมเลยยังไม่ได้ไปค้นจริงจังว่าทำไมถึงทำแบบนั้น
แน่นอนว่าในปากหมามีแบคทีเรียเยอะ หลังจากนั้นผมเลยล้างมือด้วยสบู่ให้สะอาดมาก ๆ
แค่รู้สึกว่าน่าสนใจดี
แต่ถ้าเป็นแผลของคุณ ก็อาจเป็นวิธีที่ดีในการติดเชื้อจนต้องตัดแขนขาได้
https://people.com/human-interest/man-who-lost-arms-legs-nos...
conspecific หมายถึง สิ่งมีชีวิตในสปีชีส์เดียวกัน