கண்ணுக்குத் தெரியாத உயிர் வாழினங்களான பாக்டீரியா முதலியன ஒருவிதமான ‘உறங்கும் நிலை’யைத் தங்களுக்குச்  சாதகமாகப் பயன்படுத்திக் கொள்கின்றன. இவை நிலையில் உயர்ந்த உயிர் வாழினங்களான புழு – பூச்சிகள், விலங்குகள், மனிதர்கள் ஆகியனவற்றுக்குள்ள மூளை, இதயம், ஜீரண உறுப்புகள், சுவாச உறுப்புகள் ஆகிய ஒன்றுமே இல்லாதவை. ஒரேயொரு ‘செல்’ (cell) எனும் அலகைக் கொண்ட இந்த நுண்ணுயிரிகள் உறக்கத்திற்கு ஈடான ‘ஜட’நிலையை ஏற்படுத்திக்கொண்டு தங்களைத் தற்காத்துக்கொண்டு சாதகமான சந்தர்ப்பத்தில் திரும்ப விழித்துக்கொண்டு பெருகத் துவங்குகின்றன. இதற்கும் புரதங்களாலான நொதிப்பொருள்களே (Proteins – enzymes) சூழ்நிலையை அறிந்துகொண்டு ‘உறக்கத்திலிருந்து விழித்துக்கொள்ள’ இவற்றிற்கு வழிகாட்டுகின்றன.

ஆன்டிபயாடிக்கின் செயல்பாட்டினைப் பற்றிப் பேசும்போது, சிற்சில பாக்டீரியாக்கள் அதனை விட்டுவிலகி, ஒதுங்கித் தாம் உயிர்வாழக் கடைப்பிடிக்கும்  வழிமுறையே கடினமான உறைக்குள் (spores) தம்மைப் பொதிந்து கொள்வது (sporulation), அதற்குள் சலனமின்றி உறங்கும் நிலையில் (dormant state) காத்திருப்பது, நிலைமை சாதகமானபின் திரும்பவும் வளரத் துவங்குவது (resume growth) என்பனவாம். எல்லா பாக்டீரியாக்களுக்கும் இதனைச் செய்யும் வழிமுறைகள் அவற்றின் உயிரணுக்களில் இல்லை. சில வகைகளுக்கே உண்டு. இவை பாசில்லஸ், க்ளாஸ்ட்ரிடியம் (Bacillus, Clostridium) எனும்  வகுப்புகளைச் சேர்ந்த பாக்டீரியாக்களால் மட்டுமே இயலும்.

உறங்கு வதுபோலுஞ் சாக்காடு உறங்கி
விழிப்பது போலும் பிறப்பு. (திருக்குறள்)

இது எல்லா உயிர்வாழினங்களுக்கும் பொருந்தும்!!!

நிலைமை பாதகமாகும்போது இந்த பாக்டீரியாக்கள் தம்மைச்சுற்றி ஒரு கடினமான உறையை (spore coat) உருவாக்கிக் கொண்டுவிடும். அமைதியாக அதனுள் இருந்துகொண்டு இறந்துவிட்டது போலும் நிலையை உருவாக்கிக் கொள்ளும் (dormancy). இதனை உடைத்து இவற்றை மருந்துகளால் அழிப்பது கடினம். அதிகப்படியான நீண்ட சூட்டினால் (பிரஷர் குக்கர் போன்ற அமைப்புகளில் – autoclave) மட்டுமே இவற்றை அழிக்க முடியும். இது உறக்கத்திற்கு சமானம். இந்த உறக்கம், இவை தம்மை அழிவிலிருந்து காத்துக்கொள்ள உதவுகிறது. பிறகு இவை எப்படி, எப்போது விழித்தெழும்? அதுதான் பேரதிசயம். சுற்றுப்புற சூழல் சாதகமாகி, ‘விழித்துக்கொள்ளலாம்’ எனும் நிலைமையைக் கண்டறியவென்றே சில புரதங்களை (enzymes) தம்மில் இவை கொண்டுள்ளன. இவை சாதகமான சூழலை மோப்பம் பிடித்தறிந்து கொள்ளும்! இங்கு உறக்கம் என்பது இவை தம்மைத் தற்காத்துக் கொள்ளும் வழிமுறையாகின்றது.

இன்னுமொரு வினோதமான நடைமுறை காசநோய்த் தொற்றை (tuberculosis) உண்டாக்கும் பாக்டீரியாக்களில் காணப்படுகிறது. இந்த நோய் உள்ளவர்களிடமிருந்து தொற்றுகலந்த காற்றை நாம் சுவாசிக்கும்போது இவை நம் உடலின் உள்ளே நுழைந்துவிடுகின்றன; ஆனால் எல்லா மனித உடல்களிலும் இவை உடனே நோயை உண்டுபண்ணுவதில்லை. தாம் புகுந்த மனித உடலின் நோய் எதிர்ப்புச் சக்தி (innate immunity) குறையும் போதோ, அல்லது எய்ட்ஸ் (HIV) போன்ற மற்ற தொற்று ஏதாவது இருந்தாலோதான் (உடலின் நோய் எதிர்ப்புச்சக்தி குறையும்போது) காசநோய் உருவாகும். மற்றபடி ஆண்டுகள் கணக்கில் எந்த தொந்தரவையும் பண்ணாமல் சமர்த்தாக ‘மாக்ரோஃபேஜ்’கள் (Macrophages) எனும் செல்களில் அமைதியாக உறங்குவதுபோல இருக்கும். இது இன்னொருவிதமான மோனநிலை! உறக்கம் போன்றது! இதுவும் பாக்டீரியாக்கள் தம்மைத் தற்காத்துக்கொள்ளும் உத்தியே! எகிப்திய மம்மிகளின் உடல்களில் எல்லாம் இந்த டி. பி. பாக்டீரியாக்கள் இருந்துள்ளன எனக் கண்டறிந்துள்ளனர். உறக்கம் என்பது இவை முக்கியமாகத் தங்களைப் பாதுகாத்துக் கொள்ளும் செயலாக இவற்றிற்கு உதவுகின்றது தானே!

இப்படிப்பட்ட பல விநோத நிகழ்வுகளைக் கொண்டது நுண்ணுயிரிகளின் உலகம்! 

 Trojan Horse – ட்ராய் நகரத்துக் குதிரை!

வர்ஜில் (Virgil) என்பவரின் கிரேக்கப் புனைவு இலக்கியமான ‘ஏனியாட்’ல் (Aeneid) இதனைப் பற்றிய விவரமான குறிப்பைக் காணலாம். இதனைப் புனைவு என்பவர்களும் உண்மையிலேயே நிகழ்ந்தது என்பவர்களுக்குமான தர்க்கம் இன்றுவரை நீடிக்கிறது. பத்தாண்டுகள் போரின் பின்பும் வெற்றிக்கு வழிகாணாததனால், கிரேக்கர்கள் ஒடிஸியஸ் (Ulysses – யுலிஸஸ்) என்ற மாவீரனின் யோசனைப்படி பெரிய மரக்குதிரையை நிர்மாணித்தனர். டிராய் (Troy) நகரப் போரின்போது அந்த மரக்குதிரையைப் பயன்படுத்தி டிராய் நகருக்குள் நுழைந்தனர். அதன் வயிற்றுப்பகுதியை வெற்றிடமாக வைத்து, சிறந்த சில வீரர்களை அதனுள் ஒளித்தும் வைத்து, அந்தக் குதிரையைக் கோட்டை வாசலில் வைத்தனர். தாங்கள் சென்றுவிட்டதுபோலப் போக்குக் காட்டினர். டிராய் நகரத்தவர்கள் அக்குதிரையைத் தம் நகருக்குள் வெற்றியின் சின்னம் எனக் கருதி இழுத்துச் சென்றனர். இரவு நேரத்தில் குதிரையில் ஒளிந்திருந்த வீரர்கள் வெளியேவந்து கோட்டைக்கதவுகளைத் திறந்துவிட, பெருத்த கிரேக்கப்படை உள்ளே நுழைந்து டிராய் நகரை வென்று அழித்தது. இதனை உருவகமாகக் கொண்டு ‘டிராய் நகரக் குதிரை’ எனும் சொற்பிரயோகம் ஒரு எதிரியைப் பாதுகாப்பாக நமது இருப்பிடத்திற்குள் நுழைய விடுவதனைக் குறிக்கின்றது. ஊறு விளைவிக்கும் கணினிச் செயல்பாட்டைக் குறிப்பிடும் சொற்பிரயோகமாக இந்தக் கணினி யுகத்தில் அறியப்படுகிறது! ஆனால் இந்தச் சொற்பிரயோகம் நுண்ணுயிரியல் ஆய்வாளர்களால் நீண்ட நாட்களுக்கு முன்பாகவே பயன்படுத்தப்பட்டு வருவது; பாக்டீரியாக்களின் ஆச்சரியமான உயிர்வாழும் வழிமுறையை விளக்குகின்றது.

1. மனிதர்களுக்கு தீவிரமான வயிற்று உபாதையை உண்டாக்கும் காம்பய்லோபாக்டர் (Campylobacter) எனப்படும் பாக்டீரியாவானது நீரில் வாழும் சாதுவான அமீபா (Acanthamoeba species) எனும் பாக்டீரியா அல்லாத கடற்பாசி (golden algae) இனத்தைச் சேர்ந்த ஒற்றை செல் உயிரினத்தை ‘டிராய் நகரத்துக் குதிரை’ மாதிரி மாற்றி அதனுள் தான் வாழும். இதனால் அது தன்னைத் தாக்கிக் கொல்லக்கூடிய ஆபத்தான சூழலான அதிகப்படியான ஆக்சிஜன், குளிர்ந்த தட்பநிலை, நீரைச் சுத்தமாக்கும் வேதிப்பொருட்கள், உணவைத் தயாரிக்கும் சூழ்நிலைகள் இவற்றிலிருந்து தம்மைக் காத்துக் கொள்ளும். இந்த பாக்டீரியாக்கள் அமீபாவைத் தாக்கி அதனுள் புகுந்துகொண்டு, அங்கு தம்மைப் பெருக்கிக் கொள்ளக்கூடிய திறன் வாய்ந்தவை. இவை அமீபாவினால் தங்களை அழிக்க முடியாதபடி தற்காத்துக்கொள்ளும் வலிமை படைத்தவை. நீண்ட நாட்களுக்கு அமீபாவினுள் வாழும் இயல்பு கொண்டவை. அமீபா காம்பய்லோபாக்டரைக் காப்பாற்றும் திறன் உடையது; ஆகவே இவை கிரேக்க வீரர்கள் போல ஒளிந்திருந்து தம்மை வெளிப்படுத்திக்கொள்ள சரியான சமயத்திற்குக் காத்திருக்கும். இதுவே நுண்ணுயிரிகள் பற்றிய ஆய்வில் ‘டிராய் நகரத்துக் குதிரை’ என்று அறியப்படுகின்றது. இயற்கை உயிர் வாழினங்களுக்கு என்னென்ன விதத்தில் தம்மைக் காப்பாற்றிக்கொள்ளும் வழிகளைக் கற்றுக் கொடுக்கிறது என ஆச்சரியமாக இல்லை? சரியாகச் சமைக்கப்படாத கோழி மாமிசம், காய்கறிகள் இவற்றில் உயிர்வாழ்ந்திருக்கும் இந்த அமீபாவில் ஒளிந்திருக்கும் பாக்டீரியாக்கள் நோயினை உண்டுபண்ணும். ஏனெனில் கோழிப் பண்ணைகளிலும், நீர்த்தேக்கங்களிலும் இந்த அமீபாக்கள் பெருமளவு வாழ்வன. 

2. இது இப்படி இருக்க, இதே ‘டிராய் நகரத்துக் குதிரை’ என்ற உபாயத்தைக் கைக்கொண்டு அறிவியலார்கள் நோய்த்தொற்று பாக்டீரியாக்களை அழிக்க ஆய்வுசெய்ய முற்பட்டுள்ளார்கள். 

பாக்டீரியாக்களுக்கும்கூட அவை வலிமையாக வளர இரும்புச்சத்து தேவையானது. இதற்காக அவை சிடெரோஃபோர் (siderophores) எனும் இரும்புச்சத்தினைத் (iron) தேடிக்கொணரும் மூலக்கூறுகளைத் தம்மில் கொண்டுள்ளன. சிடெரோஃபோர்கள் இரும்புச்சத்தினை பாக்டீரியாவின் ‘தடுக்கும் வலிமை வாய்ந்த’ உறை போலும் (outer membranes) அமைப்பினைத்தாண்டி சுலபமாகக் கடத்திச் செல்லும் செயல்பாடு உடையன. இங்குதான் நமது அறிவியலாராய்ச்சியாளர்களின் நுட்பமான சிந்தனை செயல்படுகிறது. ஆன்டிபயாடிக்கின் அமைப்பைச் சிறிது மாற்றியமைத்து அவற்றை இரும்புச்சத்தினுடன் இணைத்து பாக்டீரியாவால் அறிந்துகொள்ள இயலாவண்ணம் வடிவமைத்து விடுவார்கள். பாக்டீரியா இரும்புச்சத்தினை உட்கொள்ளும்போது ஆன்டிபயாடிக்கும் இரும்புச்சத்துடன் பாக்டீரியாவின் உட்சென்று தமது பணியைச் செய்யும். புது மருந்துகளையும், ஏற்கெனவே இருக்கும் மருந்துகளையும் வேறு புதிய வழிகளில் உபயோகித்து நோய் கொடுக்கும் பாக்டீரியாக்களை அழிக்க இது வழிவகை செய்யக்கூடும்! 

வல்லவனுக்கு வல்லவன் எனும் யுக்தி!!

‘டிராய் நகரத்துக் குதிரை’ வெறும் கதை மட்டுமல்ல. பலவித மருத்துவ, அறிவியல் புதுமைகளுக்கும் அடிகோலிய யுக்தி!!

இன்னும் ஒன்று!

நுண்ணுயிரிகளின் தொகுப்பு / மைக்ரோபயோம்

மானிட சமுதாயமும் நுண்ணுயிரிகளும் ஒன்றோடொன்று இணைந்தே பரிணாம வளர்ச்சி கண்டுள்ளன.  மைக்ரோபயோம் (Microbiome) என்பது நுண்ணுயிரிகளின் தொகுப்பு, இதில் பாக்டீரியா, காளான்கள் (fungi), வைரஸ்கள் இவற்றின் மரபணுக்கள் ஆகியன உட்படும். இவை நமது மனித உடலின் மீதும், உட்புறங்களிலும், பல உடல் உறுப்புகளிலும் வசிக்கின்றன! ஆச்சரியமாக இல்லை? நம் மனித உடலின் காப்பிலும், நன்மையிலும், மற்ற உள்ளுறுப்புகளின் செயல்பாடுகளிலும் இவை முக்கியமான பங்கு வகிக்கின்றன எனலாம். இது ஒரு சுறுசுறுப்பான இயக்கம்கொண்ட சூழல் (dynamic environment) ஆதலால் நாம் சாப்பிடும் உணவு, உட்கொள்ளும் மருந்துகள், செய்யும் உடற்பயிற்சி முதலியவற்றால் மாறுதல்களை அடைந்து கொண்டே இருக்கும். முக்கியமாக நமது உணவுப்பாதையிலுள்ள இந்த நுண்ணுயிரித் தொகுப்பு, குடல்களில் பல நூறாயிரம் கோடி நுண்ணுயிரிகள் புழங்குமிடமாகிறது; இவை உணவு செரிக்கவும், நம் உடலுக்கு ஒத்துக்கொள்வதற்கும் காரணிகளாகின்றன! உடலிலுள்ள மைக்ரோபயோமின் 95 சதவீதம் உணவுப்பாதையில் தானுள்ளது. மீதி, தோல், வாய், சிறுநீர் – இனப்பெருக்க உறுப்புக்களில் உள்ளன. உடலிலுள்ள செல்களின் எண்ணிக்கையைவிட இவைகளின் எண்ணிக்கை பல மடங்கு அதிகமாகும்!!

உணவுப்பாதையின் நுண்ணுயிரிகளின் தொகுப்பு / மைக்ரோபயோம்:

இப்பாதையில் உள்ளவற்றில் பெரும்பான்மை எண்ணிக்கையில் உள்ளவை பாக்டீரியாக்களே! முன்பே கூறியதுபோல, பெரும்பான்மையானவை வயிறு, குடல் போலும் இடங்களில் அதிகம் உள்ளன. உணவைச் செரிமானம் செய்வதற்கும் முக்கியமான வைட்டமின்களைத் தயாரித்தும், மற்ற நோய்கொடுக்கும் பாக்டீரியாக்களிடமிருந்து நம்மைக் காத்துக் கொள்வதற்கும் (Innate immunity), உடலின் நோய் எதிர்ப்புச் சக்தியை சரிவர நடத்தவும் இவை பெரிதும் உதவி செய்கின்றன. கொஞ்சம் விளக்கமாகப் பார்ப்போம். 

உணவுப்பாதை நுண்ணுயிரிகளுக்கும், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஆன்டிபயாடிக் அல்லாத மருந்துகளுக்கும் (ரத்த அழுத்தம், டயாபெடீஸ் மருந்துகள், aspirin போன்றவை) இடையே உண்டான பரஸ்பர செயல்பாடுகள் (Mutual interaction) என்பது சிக்கலான ஒன்றாகும். இந்த மருந்துவகைகள், வயிற்றின் அமிலச் சுரப்பைக் கட்டுப்படுத்தும் மருந்துகள், டயாபடீஸ் உள்ளவர்கள் எடுத்துக்கொள்ளும் மருந்தான மெட்ஃபார்மின், மலமிளக்கிகள் ஆகியவை மைக்ரோபயோமில் உள்ள நுண்ணுயிரிகளின் வகைகளையும் அவற்றின் செயலையும் பாதிக்கின்றன. அமிலச்சுரப்பைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒருவகை மருந்து மைக்ரோபயோமின் அமைப்பைப் (என்னென்ன பாக்டீரியாக்கள் என்று) பாதித்து, சிலவகை நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சியைத் தடுத்து, மேலும் புதியனவற்றை அனுமதித்து, வயிற்றில் உணவு ஒவ்வாமை போன்ற நோய்வர வாய்ப்பளிக்கின்றது!

கான்சர் கட்டிகள் வளருவதனைத் தடுக்கும் மருந்துகளை, அவற்றின் வெற்றிகரமான செயல்பாடுகளை, முழுத்தாக்கத்தை, உணவுப்பாதையிலுள்ள மைக்ரோபயோமின் அமைப்பு பாதிக்கின்றது. எவ்வாறெனில் மருந்தின் வடிவமைப்பை மாற்றி, அது உடலுக்குக் கிடைக்கும் அளவையே மாற்றிவிடுகிறது, அதன் வீரியம், பக்கவிளைவுகளையும் மாற்றிவிடுகின்றது. இந்த மைக்ரோபயோமின் அமைப்பைப் பொறுத்தே மருந்தின் வீரியமும் செயல்பாடும் அமைகிறது என்பது மிகையே இல்லாத அப்பட்டமான உண்மை!!

  மன அழுத்தம் (Depression) என்பது தற்காலத்து மானிட சமுதாயத்தைப் பெருமளவில் ஆட்டிப் படைக்கும் ஒருவித நோய் எனலாம். இது பெரும்பாலும் வயிறு, ஜீரண சம்பந்தமான நோய்களை (IBD) உடன் அழைத்து வருகின்றது. எவ்வாறு என ஆராய்ச்சிகள் நடந்தவண்ணமே இருக்கின்றன. ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒன்றினை நிச்சயமாகக் கண்டுகொண்டுள்ளனர்: அது ஜீரண உறுப்புகளிலுள்ள இந்த நுண்ணுயிரிகளின் அமைப்பு, மன அழுத்தத்தினால் பெரிதும் மாறுபடுகின்றதெனவும், அவையே நொதிப்பொருள்களின் (என்சைம், Enzyme) மாற்றங்களால் ஜீரண சம்பந்தமான கோளாறுகளை உற்பத்தி செய்கின்றதெனவும் அறிவியலார் கூறுகின்றனர்.

ஒரு சின்ன உதாரணம். பால் தயிராகத் தோய்வதென்பது சில பாக்டீரியாக்களின் செயல்பாட்டினால்தான். ஆனால் சில பொழுதுகளில் தவறான பாக்டீரியாக்கள் புகுந்து விடுவதனால் (பால் கெட்டுப் போய்விட்டால்) தயிர் தோயாது, அல்லது திரிந்துவிடும், இல்லாவிடில் கசந்து, ஒரு வேண்டாத சுவை ஏற்பட்டுவிடும். அதேபோல, தவறான பாக்டீரியாக்கள் இந்த மைக்ரோபயோம் நுண்ணுயிரிகளின் இடத்தைப் பிடித்துக்கொண்டு விட்டால், நமது ஜீரண உறுப்புகளோ மற்றவைகளோ முன்போலச் செயல்பட முடியாமல் வீணான நோய்களுக்கு இடம்கொடுக்கும்.

குழந்தை பிறக்கும்போதே தாயின் பிறப்புறுப்பின் வழியாக வெளிவருவதனால் அங்கிருக்கும் மைக்ரோபயோமைத் தானும் பெற்றுக்கொள்கின்றது. சிஸேரியன் அறுவை மூலம் பிறக்கும் குழந்தைகள் இதனைப் பெற இயலாததனால்  குழந்தைப் பருவத்தில் சில பாதிப்புகளுக்கு ஆளாகின்றனர் என்று மருத்துவ ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்துள்ளனர்.

மைக்ரோபயோமைப் பற்றிய ஆய்வுகள் மனிதனின் உடல்நலத்தை அறிந்துகொண்டு அதைப் பாதுகாப்பதற்கான முயற்சிகளுக்கான முக்கியமான ஆராய்ச்சித்துறையாக மாறிக்கொண்டு வருகிறது; ஒவ்வொரு நாளும் புதிய ஆராய்ச்சி முடிவுகள் புதுப்புது செய்திகளை அளித்து நம்மை பிரமிக்க வைக்கின்றன.

இவ்வாறே மற்ற உடல் உறுப்புகளில் குடியிருக்கும் மைக்ரோபயோம் தொகுப்புகளும் தத்தம் செயல்பாடுகளால் மாற்றங்களுக்கும், நோய் அல்லது உடலின் சீரான இயக்கங்களுக்கும் பொறுப்பாகின்றன. நுண்ணுயிரிகள் பற்றிய அறிவியல் உலகில் இன்னும் எத்தனையோ புதிர்கள் அவிழ்க்கப்படக் காத்துக் கொண்டுள்ளன.

~oOo~

உதவிய கட்டுரைகள்:

1. Antibiotic conjugates: Using molecular Trojan Horses to overcome drug resistance. ((2025, Biomedicine & Pharmacotherapy)

2. Science: Campylobacter uses other microorganisms as a Trojan Horse to spread infection, 2017.

3. A complete guide to Human Microbiomes: Body niches, transmission, development, dysbiosis, and restoration (2022, Frontiers in systems biology)