يخترع العلماء مضادًا حيويًا “متغير الشكل” لمحاربة الجراثيم القاتلة
يمثل انتشار “الجراثيم المقاومة للأدوية” – بما في ذلك البكتيريا التي تطورت لإحباط حتى أكثر المضادات الحيوية فاعلية – تهديدًا متزايدًا للصحة العامة. الآن ، ابتكر العلماء نوعًا جديدًا من المضادات الحيوية يمكنه القضاء على هذه الجراثيم عن طريق إعادة ترتيب ذراتها بسرعة وبالتالي تغيير شكلها.
وصف الباحثون أول مضاد حيوي متغير الشكل في ورقة بحثية نُشرت في 3 أبريل / نيسان في المجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (يفتح في علامة تبويب جديدة). حتى الآن ، قاموا باختبار ناقل الشكل في عثة الشمع (جاليريا ميلونيلا) يرقات ، وهي نموذج حيواني شائع يستخدم لاختبار فعالية المضادات الحيوية ، لكنها لم تعط الدواء بعد للإنسان أو الثدييات الأخرى.
لصنع المضاد الحيوي الجديد ، استخدم الباحثون “انقر فوق الكيمياء” – تفاعلات كيميائية عالية الكفاءة يمكنها بسرعة وبشكل موثوق “النقر” على وحدات بناء كيميائية مختلفة معًا ، مثل نصفي مشبك حزام الأمان. كبير مؤلفي الدراسة ، جون موسى (يفتح في علامة تبويب جديدة)، الأستاذ في مختبر كولد سبرينغ هاربور (CSHL) في نيويورك ، درس هذه التفاعلات فائقة السرعة تحت إشراف K.Barry Sharpless ، الذي حصل على إحدى جائزتي نوبل لدوره في تطوير انقر فوق الكيمياء.
قال موسى لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني: “تتيح لنا النقرات الكيميائية اكتشاف الجزيئات الوظيفية بسرعة”.
يربط المضاد الحيوي الجديد للفريق بشكل أساسي مضادًا حيويًا موجودًا يسمى فانكومايسين مع جزيء يسمى بولفالين ، يمكن لذراته تبديل مواقعها بسهولة وبالتالي ترتيب نفسها في أكثر من مليون تكوينات محتملة ، وفقًا لـ بيان CSHL (يفتح في علامة تبويب جديدة). كان جزيء التلاعب بالذرات هذا بمثابة اللب المثالي للمضاد الحيوي الجديد للفريق. ويرتبط رأسان حربيان من الفانكومايسين بهذا القلب المتغير الشكل ، وواحد في كل طرف.
متعلق ب: اكتشاف جديد يمكن أن يساعد في القضاء على البكتيريا المقاومة للأدوية
فانكومايسين (يفتح في علامة تبويب جديدة) هو مضاد حيوي فعال يستخدم لعلاج الالتهابات البكتيرية الخطيرة “موجبة الجرام” ، أي تلك التي تسببها البكتيريا ذات نوع معين من جدار الخلية. لقتل هذه الجراثيم ، يرتبط الدواء بجدار الخلية البكتيرية ويضعفها ، مما يتسبب في تسرب محتويات الخلية وموت الجراثيم.
لسوء الحظ ، طورت أنواع مختلفة من البكتيريا مقاومة للفانكومايسين. تشمل هذه الجراثيم المقاومة المكورات المعوية المقاومة للفانكومايسين (VRE) ، والتي تسببت في الولايات المتحدة في إصابة ما يقدر بـ 54500 إصابة بين المرضى في المستشفيات و 5400 حالة وفاة تقديرية في عام 2017 ، وفقًا لـ مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (يفتح في علامة تبويب جديدة).
في الدراسة الجديدة ، عندما لم تعط يرقات عثة الشمع أي علاج ، مات حوالي 90٪ في غضون أسبوع من إصابتها بـ VRE. عندما تم إعطاؤهم جرعة قياسية من الفانكومايسين ، ارتفع معدل البقاء على قيد الحياة لمدة أسبوع واحد من 10٪ إلى 40٪. ولكن عندما تم إعطاؤهم العقار الجديد الذي يغير شكلهم ، قفز معدل بقائهم على قيد الحياة إلى 70٪. على سبيل المثال ، نجا حوالي 70 ٪ من اليرقات السليمة التي أعطيت لأي من العقارين حتى اليوم السابع. (لاحظ أن دراسات يرقات العثة هذه تعكس فقط فعالية الأدوية في هذه الكائنات ، وليس مدى أمانها أو فعاليتها على البشر).
مقارنة بالفانكومايسين العادي ، قد يكون لدى العقار الذي يغير الشكل المزيد من الأدوات تحت تصرفه لقتل البكتيريا ، حسبما أفاد الفريق. قال موسى: “وجدنا أن مركباتنا المتغيرة الشكل قد يكون لها طريقة عمل جديدة تتضمن التفاعل مع إنزيم رئيسي يسمى مورج”. ينقل هذا الإنزيم مواد البناء من داخل الخلية إلى جدار الخلية ، مما يساعد البكتيريا على التكاثر. وقال: “هذا يحتاج إلى مزيد من التحقيق لكشف الصورة كاملة ، لكنها بالتأكيد ملاحظة مثيرة للاهتمام”.
والجدير بالذكر ، وفقًا لتحليلات الفريق ، أن المضاد الحيوي المتغير الشكل لم يدفع VRE ليصبح مقاومًا للعقار – عادةً ما يدفع التعرض لمضاد حيوي البكتيريا لالتقاط استراتيجيات مقاومة جديدة ، لتعزيز بقائها على قيد الحياة. يفترض الفريق أنه من خلال تغيير الشكل بشكل متكرر ، يمكن للدواء أن يجد التكوين الأمثل للارتباط بجدار الخلية البكتيرية وبالتالي إطلاق التأثيرات الأكثر فتكًا دون إعطاء البكتيريا طريقًا واضحًا للهروب لتجنب الهجوم. لكن هذه فرضية في الوقت الحالي.
قال موسى “لا نعرف” بالضبط كيف يتغلب المضاد الحيوي الجديد على المقاومة. وأضاف: “لكن هناك شيء واحد مؤكد ، لم تواجه البكتيريا عقاقير متغيرة الشكل مثل هذه من قبل ، مما سيخلق مستوى من الفوضى في النظام”.
وخلص موسى إلى أن “هذه دراسة في مرحلة مبكرة ، وسنواجه العديد من المفاجآت على طول الطريق” بينما نواصل دراسة العقار وتطويره.
