رویکردهای اومیکس در تحقیقات بیوفیلم: دیدگاه ها و کاربردها
افزایش بروز فشار انتخابی میکروارگانیسم ها به آنتی بیوتیک های سنتی منجر به ظهور پدیده مقاومت چند دارویی (MDR) شده و به یک مسئله بهداشت جهانی با تأثیر فاجعه بار بر زندگی میلیون ها نفر و همچنین اقتصاد جهانی تبدیل شده است. تمایل ذاتی میکروارگانیسم های بیماری زا به MDR را می توان به توانایی آنها در تشکیل ماتریس های بیوفیلم مقاوم نسبت داد. ماتریس بیوفیلم نه تنها از عفونت های مزمن بیمارستانی حمایت می کند، بلکه به طور بحرانی محافظت در برابر استرس های محیطی از جمله درمان های آنتی بیوتیکی را نیز فراهم می کند. MDR ناشی از بیوفیلم چالشی جدی برای رفاه انسان ایجاد کرده است. از این رو، درک پاتوفیزیولوژی بیوفیلم ها و توسعه همزمان روش های تشخیصی و درمانی برای مقابله با عفونت های مزمن ناشی از بیوفیلم مهم است. عدم درک زیست شناسی بیوفیلم تأثیر منفی مهمی بر تلاش های تشخیصی و درمانی دارد. بنابراین، کشف مسیر درست برای درک مکانیک بیوفیلم ضروری است. ظهور رویکردهای مبتنی بر اومیکس، درک جامعی از بوم شناسی بیوفیلم با توجه ویژه به تعاملات پاتوفیزیولوژیک ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک، تعاملات پروتئین-پروتئین و تعاملات مبتنی بر پاسخ با عوامل درمانی پس از عفونت فراهم کرده است. توانایی ذاتی چندین رویکرد مبتنی بر اومیکس، درک جامعی از پویایی بیوفیلم در سطوح مختلف سازماندهی مانند ژن ها، mRNA، پروتئین ها و تنظیم آنها ارائه داده است. ابزارهای مبتنی بر اومیکس مانند متاژنومیکس، ترانسکریپتومیکس، پروتئومیکس، متابولومیکس و غیره، افق جدیدی را برای درک و مقابله با مقاومت آنتی بیوتیکی ناشی از بیوفیلم فراهم کرده اند. رویکرد یکپارچه برای در نظر گرفتن ابزارهای چند اومیکس (مانند ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس، پروتئومیکس، لیپیدومیکس، متابولومیکس و غیره) درک ما از مکانیسم های مرتبط با مشخصات مقاومت بیوفیلم را بیشتر بهبود بخشیده است. کاربردهای رونوشت برداری، پروتئومیکس و پروفایل های متابولومیکس ماتریس های بیوفیلم می تواند ابعاد جدیدی را در رابطه با ویژگی های مشخصه ARGهای مختلف، پروفایل های بیان نسبی آنها و مداخله متابولیکی آنها در مکانیک بیوفیلم ارائه دهد. همچنین، رویکردهای پیشرفته و یکپارچه فنومیکس، لیپیدومیکس و کالتورومیکس می توانند راه های جدیدی را برای درک طیف متنوع فنوتیپ های بیوفیلم، پروفایل های سازماندهی مجدد ماکرومولکولی آنها و ابزارهای مولکولی برای شناسایی گونه های میکروبی در ریزمحیط پیچیده بیوفیلم فراهم کنند.
بر اساس پیشرفت در ابزارهای مبتنی بر اومیکس، «رویکردهای اومیکس در تحقیقات بیوفیلم: دیدگاه ها و کاربردها» دانش فعلی ریزمحیط بیوفیلم و استراتژی های نوآورانه برای پرداختن به مقاومت دارویی ناشی از بیوفیلم را ادغام می کند. این کار بستری جامع برای افزایش دانش، تشخیص و استراتژی های ما برای کاهش بیوفیلم ها و بیماری های مرتبط فراهم می کند.
Omics Approaches in Biofilm Research: Perspectives and Applications
The increased incidence of microorganisms' selective pressure to traditional antibiotics has led to the emergence of multi-drug resistance (MDR) phenomena and has become a global health issue with a catastrophic influence on millions of lives, as well as the global economy. The inherent tendency of pathogenic microorganisms to infer MDR could be attributed to their ability to form recalcitrant biofilm matrices. The biofilm matrix not only advocates chronic nosocomial infections, but also critically provides protection against environmental stress including antibiotic therapies. Biofilm-mediated MDR has posed a serious challenge to human well-being. Henceforth, it is important to understand the pathophysiology of biofilms and the concomitant development of diagnostic & therapeutic modalities to counteract biofilm-mediated chronic infections.The lack of understanding on biofilm biology has a critical negative influence on diagnostic and therapeutic efforts. Therefore, it is imperative to discover the right course of action to understand biofilm mechanics. The advent of Omics-based approaches has provided a holistic realization to understand biofilm ecology with special reference to the pathophysiological interactions of antibiotic-resistant genes, protein-protein interactions, and response-based interactions with therapeutic agents upon infection. The inherent ability of several Omics-based approaches has provided a comprehensive understanding of biofilm dynamics at various levels of organization such as genes, mRNA, proteins, and their regulation. Omics-based tools such as metagenomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics, etc. have provided a new horizon to understand and tackle the biofilm-mediated antibiotic resistance. The integrated approach to consider multi-Omics tools (e.g. genomics, transcriptomics, proteomics, lipidomics, metabolomics, etc.) has further improved our understanding of the mechanisms associated with biofilm resistome profile. The applications of transcriptomics, proteomics, and metabolomics profiles of biofilm matrices could provide new dimensions in relation to the characteristic properties of different ARGs, their relative expression profiles, and their metabolic intervention in biofilm mechanics. Also, advanced integrated Phenomics, Lipidomics, and Culturomics approaches could provide novel avenues to understand the diverse range of biofilm phenotypes, their macromolecular reorganization profiles, and molecular tools for identification of microbial species in the complex biofilm microenvironment.
Based on the advancement in omics-based tools, “Omics Approaches in Biofilm Research: Perspectives and Applications” integrates the current knowledge of biofilm microenvironment and innovative strategies to address biofilm mediated drug resistance. This work provides a comprehensive platform to enhance our knowledge, diagnosis and strategies to mitigate biofilms and associated diseases.
Product details
- Publisher : Springer
- Publication date : July 8, 2025
- Language : English
- Print length : 468 pages
- ISBN-10 : 3031918622
- ISBN-13 : 978-3031918629
- Item Weight : 1.84 pounds
- Dimensions : 6.14 x 1 x 9.21 inches