ميكروب نادر يمكن أن ينتج بعض الأدوية الجديدة المذهلة!
يعد البحث عن جزيئات علاجية جديدة وقوية في الطبيعة بحثا حيويا مدفوعا بأزمات صحية موازية: مقاومة مضادات البكتيريا وعبء السرطان العالمي المتزايد.
والآن، اكتشف فريق من العلماء أن ميكروبا نادرا في التربة ينتج بعض "اللبنات الأساسية" الجزيئية الغريبة والمألوفة مع نشاط شبيه بالعقاقير. وقد يكون هذا نعمة لبرامج تصميم واكتشاف الأدوية.
ويقول جوشوا بلودجيت، عالم الأحياء الدقيقة بجامعة واشنطن في سانت لويس وكبير معدي الدراسة الجديدة: "سمح لنا نهجنا القائم على الجينوم بتحديد الببتيد غير المعتاد لجهود تصميم الأدوية المستقبلية".
وكان تركيز استكشافهم على مجموعة من البكتيريا المغزلية التي تعيش في التربة تسمى الفطريات الشعاعية.
وكتب الفريق في ورقتهم، بقيادة عالم الصيدلة تشونشون ليا، من جامعة هاواي: "كان يُعتقد في السابق أنها خالية إلى حد كبير من العقاقير الجديدة، كشفت تقنيات تسلسل الجينوم عن مجموعة عميقة من الجزيئات الشبيهة بالعقاقير التي لم يتم اكتشافها بعد والمخبأة في جينومات البكتيريا الشعاعية".
وفي الفطريات الشعاعية، وجد العلماء اللبنات الأساسية لأكثر من 50% من المضادات الحيوية المستخدمة اليوم في العيادات والمستشفيات، بما في ذلك أول عامل فعال ضد مرض السل، بالإضافة إلى مجموعة من الأدوية المضادة للسرطان ومثبطات المناعة.
ويعد الاهتمام المتجدد باستكشاف الفطريات الشعاعية كمصادر غنية للجزيئات النشطة بيولوجيا تغذيها التهديد الصحي العالمي لمقاومة مضادات الميكروبات، والتي تفرخ عدوى مقاومة للأدوية بشكل أسرع من الأدوية الجديدة التي يمكن إنتاجها. وتعد عدوى "البكتيريا الخارقة" الآن السبب الرئيسي الثالث للوفاة في جميع أنحاء العالم، وفقا لتحليل واقعي في وقت سابق من هذا العام.
لذلك، في البحث عن أدوية مرشحة جديدة، قام الباحثون بتحويل انتباههم وأدوات تسلسل الجينوم الخاصة بهم إلى أحد الفطريات الشعاعية النادرة بشكل خاص، والتي عثر عليها في التربة في الصين وتسمى Lentzea flaviverrucosa.
ونظرا لأنه من الصعب العثور عليها في الطبيعة أكثر من الفطريات الشعاعية الأخرى، وأصعب نموا في المختبر، لم تتم دراسة L. flaviverrucosaتقريبا مثل أقربائها الأكثر شيوعا في إنتاج الأدوية.
ويقول الفريق: "إنه يحتوي على بيولوجيا غير عادية، ترميز إنزيمات غير عادية، ويقود إنتاج كيمياء غير متوقعة، وكلها مأوى داخل مجموعة من البكتيريا التي يتم تجاهلها إلى حد كبير".
وكانت محاولات الفريق السابقة لفحص جينومات الفطريات الشعاعية النادرة، اقترحت أن L. flaviverrucosa قد تصنع بعض الجزيئات الدائرية الصغيرة التي تسمى جزيئات بيبيرازيل، والتي عُرف عنها أنها بمثابة سقالات مفيدة لتخليق الأدوية.
وباستخدام مجموعة من التقنيات، اكتشف الباحثون أن L. flaviverrucosaتنتج في الواقع نوعين من جزيئات بيبيرازيل. لكن هذه المركبات المكتشفة حديثا كانت مختلفة، وتنتجها مجموعة واحدة من الجينات تسمى العنقود الفائق.
وبمجرد أن حل الباحثون الهياكل الجزيئية للمركبين الغريبين، سرعان ما أدركوا أن أحدهما كان مختلفا تماما عن أي مركب تم وصفه من قبل. وتتألف من جزيئين سداسيين مرتبطين معا لتشكيل ثنائي غير متوازن وغير متماثل، والذي كان له نشاط محتمل شبيه بالعقاقير عند اختباره ضد أنواع معينة من خطوط الخلايا السرطانية البشرية.
وبالطبع، يجب ألا ننسى أن اختبار العقاقير على خطوط الخلايا المزروعة في المختبر هو عالم بعيد عن العلاجات التي تُظهر فائدة علاجية في التجارب السريرية.
ومع ذلك، فإن الأمل يكمن في أنه مع المزيد من التحليلات مثل هذا التحليل، والتي تسعى إلى تحديد السلالات البكتيرية الأكثر وعدا والمركبات التي من المرجح أن تنجح، فإن الباحثين يسيرون على الطريق الصحيح، دون أن يضيعوا وقتا.