เซลล์เพอร์ซิสเตอร์เป็นกลุ่มย่อยของเซลล์ที่รอดชีวิตภายใต้การรักษาที่ทำให้ถึงแก่ชีวิต โดยมีความทนทานต่อ ยาต้านจุลชีพ เช่น โดยการเข้าสู่สภาวะพักตัวหรือสงบนิ่ง^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}เซลล์เพอร์ซิสเตอร์ในสภาวะพักตัวจะไม่แบ่งตัว^{[ 4 ]}ความทนทานที่แสดงในเซลล์เพอร์ซิสเตอร์แตกต่างจากความต้านทานต่อยาต้านจุลชีพตรงที่การอยู่รอดไม่ได้เกิดจากความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้ง (MIC) ที่สูงขึ้น ^{[ 5 ]}โดยทั่วไปแล้วความทนทานนี้จะไม่ถูกถ่ายทอดทางพันธุกรรมและสามารถย้อนกลับได้^{[ 6 ]}เมื่อการรักษาหยุดลง สภาวะพักตัวสามารถย้อนกลับได้ และเซลล์สามารถกลับมาทำงานและเพิ่มจำนวนได้ การศึกษาเซลล์เพอร์ซิสเตอร์ส่วนใหญ่ทำในแบคทีเรีย แต่ก็มีเซลล์เพอร์ซิสเตอร์ของเชื้อรา^{[ 7 ]} เซลล์เพอร์ซิสเตอร์ของยีสต์ และเซลล์เพอร์ซิ สเตอร์ของมะเร็งที่แสดงความทนทานต่อยาต้านมะเร็ง^{[ 8 ]}

การรับรู้ถึงเซลล์แบคทีเรียที่ดื้อยาเริ่มขึ้นในปี 1944 เมื่อโจเซฟ วอร์วิค บิ๊กเกอร์แพทย์ชาวไอริชที่ทำงานในอังกฤษ กำลังทดลองกับเพนิซิลลิน ที่เพิ่งค้นพบ บิ๊กเกอร์ใช้เพนิซิลลินในการสลายแบคทีเรียในสารละลาย จากนั้นจึงนำ ของเหลวที่ผ่านการ บำบัดด้วยเพนิซิลลิน ไป เพาะเลี้ยงในอาหารเลี้ยงเชื้อ แบคทีเรียสามารถเจริญเติบโตได้หลังจากได้รับยาปฏิชีวนะ การสังเกตที่สำคัญของบิ๊กเกอร์คือ ประชากรแบคทีเรียกลุ่มใหม่นี้สามารถถูกกำจัดได้เกือบหมดด้วยการใช้เพนิซิลลิน ยกเว้นประชากรแบคทีเรียที่เหลืออยู่เพียงเล็กน้อย ดังนั้นสิ่งมีชีวิตที่เหลืออยู่จึงไม่ใช่แบคทีเรียกลายพันธุ์ที่ดื้อยาปฏิชีวนะ แต่เป็นประชากรย่อยของสิ่งที่เขาเรียกว่า 'แบคทีเรียที่ดื้อยา' ^{[ 9 ]}ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าการก่อตัวของแบคทีเรียที่ดื้อยาเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปที่สามารถเกิดขึ้นได้จากการก่อตัวของเซลล์ที่ดื้อยาก่อนการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะ^{[ 10 ]}หรือเพื่อตอบสนองต่อยาปฏิชีวนะหลายชนิด^{[ 11 ]}

ความทนทานต่อยาต้านจุลชีพเกิดขึ้นจากประชากรย่อยของเซลล์จุลินทรีย์กลุ่มเล็กๆ ที่เรียกว่า เพอร์ซิสเตอร์^{[ 9 ]}เพอร์ซิสเตอร์ไม่ใช่เซลล์กลายพันธุ์ แต่เป็นเซลล์ที่อยู่ในสภาวะพักตัวซึ่งสามารถอยู่รอดจากยาต้านจุลชีพที่กำจัดพวกมันได้เป็นจำนวนมาก เซลล์เพอร์ซิสเตอร์เข้าสู่สภาวะทางสรีรวิทยาที่ไม่เจริญเติบโตหรือเจริญเติบโตช้ามาก ซึ่งทำให้พวกมันทนทาน (ไม่ไวต่อหรือดื้อต่อ) การทำงานของยาต้านจุลชีพ เมื่อ จุลินทรีย์ ก่อโรค ที่คงอยู่เหล่านี้ ไม่สามารถถูกกำจัดโดยระบบภูมิคุ้มกันได้ พวกมันจะกลายเป็นแหล่งสะสมที่ทำให้เกิดการติดเชื้อซ้ำ^{[ 12 ]}พบว่าแบคทีเรียที่ไม่เจริญเติบโตดังกล่าวสามารถคงอยู่ได้ในระหว่างการติดเชื้อจากเชื้อSalmonella ^{[ 13 ]}เซลล์เพอร์ซิสเตอร์เป็นสาเหตุหลักของการติดเชื้อซ้ำและการติดเชื้อเรื้อรัง^{[ 3 ] [ 7 ]}

แบคทีเรียสายพันธุ์Listeria monocytogenesซึ่งเป็นสาเหตุหลักของโรคลิสเตอริโอซิสได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถคงอยู่ในเซลล์ตับและ เซลล์ โทรโฟบลาสต์ได้ในระหว่างการติดเชื้อ วิถีชีวิตที่ปกติและกระตือรือร้นอาจเปลี่ยนแปลงไป และแบคทีเรียสามารถคงอยู่ในช่องว่างภายในเซลล์ เข้าสู่สภาวะคงอยู่ที่ไม่เติบโตอย่างช้าๆ ซึ่งส่งเสริมให้พวกมันอยู่รอดจากยาปฏิชีวนะ^{[ 14 ]}

เซลล์เชื้อราที่คงอยู่เป็นสาเหตุทั่วไปของการติดเชื้อซ้ำเนื่องจากCandida albicansซึ่งเป็นการติดเชื้อไบโอฟิล์มทั่วไปของวัสดุปลูกถ่าย^{[ 7 ]}

การดื้อยาปฏิชีวนะก่อให้เกิดความท้าทายทางการแพทย์ที่สำคัญ สาเหตุหลักมาจากการที่ไม่สามารถกำจัดเชื้อแบคทีเรียด้วยการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะได้ เซลล์ที่ดื้อยาจะสะสมอยู่ในไบโอฟิล์ม เป็นจำนวนมาก ทำให้โรคที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มรักษาได้ยาก ตัวอย่างเช่น การติดเชื้อเรื้อรังของ อุปกรณ์ทางการแพทย์ ที่ฝังในร่างกายเช่นสายสวนและข้อต่อเทียมการติดเชื้อทางเดินปัสสาวะการติดเชื้อในหูชั้นกลางและโรคปอดที่ร้ายแรง^{[ 15 ]}

แตกต่างจากการดื้อยาหลายชนิดและการดื้อยาต้านจุลชีพ ความทนทานต่อยาต้านจุลชีพเป็นภาวะชั่วคราวและไม่สามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้^{[ 3 ] [ 9 ] [ 12 ]}เซลล์ที่ทนต่อยาปฏิชีวนะไม่ใช่ เซลล์ กลายพันธุ์ที่ดื้อยาปฏิชีวนะการดื้อยาเกิดจากลักษณะทางพันธุกรรมที่ได้รับมาใหม่ (โดยการกลายพันธุ์หรือการถ่ายทอดยีนในแนวนอน ) ซึ่งสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้และทำให้สามารถเจริญเติบโตได้ที่ความเข้มข้นของยาปฏิชีวนะที่สูงขึ้น ในทางตรงกันข้าม แบคทีเรียที่ทนต่อยาปฏิชีวนะจะมีค่าความเข้มข้นต่ำสุดที่ยับยั้งการเจริญเติบโต (MIC) เท่ากับแบคทีเรียที่ไวต่อยา^{[ 4 ]}และแตกต่างกันในระยะเวลาการรักษาที่พวกมันสามารถอยู่รอดได้ ความทนทานต่อยาปฏิชีวนะอาจเกิดจากสภาวะทางสรีรวิทยาที่ย้อนกลับได้ในประชากรย่อยขนาดเล็กของเซลล์ที่มีพันธุกรรมเหมือนกัน^{[ 3 ] [ 9 ] [ 12 ]}คล้ายกับเซลล์ชนิดที่แตกต่างกัน^{[ 16 ]}ทำให้ประชากรย่อยขนาดเล็กของแบคทีเรียนี้สามารถอยู่รอดได้แม้จะถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์โดยการใช้ยาปฏิชีวนะ เซลล์ที่คงอยู่จะกลับมาเจริญเติบโตอีกครั้งเมื่อนำยาปฏิชีวนะออกไป และลูกหลาน ของพวกมัน จะไวต่อยาปฏิชีวนะ^{[ 3 ] [ 9 ] [ 12 ]}

กลไกโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังการก่อตัวของเซลล์เพอร์ซิสเตอร์และความทนทานต่อยาต้านจุลชีพยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 3 ] [ 12 ]}เชื่อกันว่าเซลล์เพอร์ซิสเตอร์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในประชากรจุลินทรีย์ที่กำลังเติบโตโดยสวิตช์ทางพันธุกรรมแบบสุ่ม^{[ 12 ] [ 6 ]}แม้ว่าจะมีการอธิบายกลไกที่เหนี่ยวนำให้เกิดการก่อตัวของเซลล์เพอร์ซิสเตอร์แล้วก็ตาม^{[ 12 ] [ 17 ]}ตัวอย่างเช่นระบบสารพิษ-สารต้านพิษ [ ^{18 ]} และ การตอบสนองต่อความเครียดที่แตกต่างกันหลายอย่าง^เช่นการตอบสนอง SOS [ ^{17 ] การ}ตอบ สนอง ต่อความเครียดของเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 19 ]}และการตอบสนองต่อภาวะอดอาหารก็มีความเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเซลล์เพอร์ซิสเตอร์ในไบโอฟิล์ม เช่นกัน ^{[ 20 ]}เนื่องจากลักษณะชั่วคราวและความอุดมสมบูรณ์ที่ค่อนข้างต่ำ จึงเป็นการยากที่จะแยกเซลล์เพอร์ซิสเตอร์ออกมาในจำนวนที่เพียงพอสำหรับการศึกษาลักษณะเฉพาะในเชิงทดลอง และมีการระบุยีนที่เกี่ยวข้องเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นจนถึงปัจจุบัน^{[ 3 ] [ 12 ]}ปัจจัยการคงอยู่ที่มีความเข้าใจดีที่สุดคือยีนการคงอยู่สูงของ E. coli ซึ่งโดยทั่วไปจะ^ย่อว่า hipA ^[ 21 ^]

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วความทนทานจะถูกมองว่าเป็นสถานะแบบพาสซีฟ แต่ก็มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าอาจเป็นกระบวนการที่ต้องใช้พลังงาน^{[ 22 ]}เซลล์เพอร์ซิสเตอร์ในE. coliสามารถขนส่งการสะสมยาปฏิชีวนะภายในเซลล์โดยใช้ปั๊มขับออกที่ต้องใช้พลังงานที่เรียกว่า TolC ^{[ 23 ]}

นอกจากนี้ ยังมีการแสดงให้เห็นถึงประชากรย่อยของยีสต์ที่ทนต่อยาในยีสต์Saccharomyces cerevisiaeยีสต์ที่ทนต่อยาจะถูกกระตุ้นในกลุ่มย่อยเล็กๆ ของเซลล์ที่กำลังเติบโตแบบทวีคูณโดยไม่ถูกรบกวนด้วยความเสียหายของ DNA ที่เกิดขึ้นเอง ซึ่งนำไปสู่การกระตุ้นการตอบสนองต่อความเครียดทั่วไปและการป้องกันจากสภาพแวดล้อมของยาและความเครียดที่รุนแรงต่างๆ ผลจากความเสียหายของ DNA ทำให้ยีสต์ที่ทนต่อยาอุดมไปด้วยการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมแบบสุ่มที่เกิดขึ้นก่อนความเครียด และไม่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดจากความเครียด^{[ 24 ]}

ในการตอบสนองต่อยาต้านเชื้อรา เซลล์ที่ดื้อยาของเชื้อราจะกระตุ้นเส้นทางการตอบสนองต่อความเครียด และโมเลกุลป้องกันความเครียดสองชนิด ได้แก่ไกลโคเจนและเทรฮาโลสจะสะสมในปริมาณมาก^{[ 7 ]}

การศึกษาหนึ่งแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มเมตาโบไลต์ บางชนิด ลงในอะมิโนไกลโคไซด์สามารถช่วยกำจัดแบคทีเรียที่ดื้อยาได้ การศึกษานี้ดำเนินการกับแบคทีเรียหลายชนิด รวมถึงE. coliและS. aureus ^{[ 25 ]}

การบำบัดด้วยฟาจหากสามารถทำได้ เชื่อว่าสามารถหลีกเลี่ยงภาวะดื้อยาปฏิชีวนะได้อย่างสมบูรณ์^{[ 26 ] [ 27 ]}แม้ว่าฟาจเองอาจสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดสภาวะคงอยู่ได้^{[ 28 ]}

• ปรากฏการณ์ผู้ก่อตั้ง
• คอขวดของประชากร

• "เซลล์ที่คงตัวและกลไกการออกฤทธิ์ของ HipA"เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2553