دراسة: "فيروسات عملاقة" يمكن أن تساعدنا في محاربة مقاومة المضادات الحيوية!
تصطدم الفيروسات التي تسمى العاثيات بالبكتيريا منذ فترة طويلة قبل أن نوجد. لذا، ألقى باحثون من جامعة كاليفورنيا، سان دييغو، نظرة فاحصة على بعض "عاثيات جامبو" الأقل دراسة.
دراسة: "فيروسات عملاقة" يمكن أن تساعدنا في محاربة مقاومة المضادات الحيوية!
وتحديدا 201phi2-1 التي تصيب بكتيريا Pseudomonas chlororaphis.
وتم تسميتها لجينومها الكبير الذي يزيد عن 200000 زوج قاعدي (معظم العاثيات التي تصيب Pseudomonas لها جينومات أقل من 100000 زوج قاعدي)، وتمتلك "عاثيات جامبو" ترسانة من التقنيات لمواجهة آليات الدفاع البكتيري. ووجد البحث سابقا أن زراعة درع حول مادته الجينية كان أحد هذه الأساليب، ما يجعل دورة حياة هذه الفيروسات فريدة من نوعها.
وكتب عالم الأحياء الجزيئية توماس لافلين وزملاؤه في بحثهم الجديد، أن فصل المادة الجينومية عن باقي محتويات الخلية عن طريق تغليفها "كان يُعتقد سابقا أنها تطورت مرة واحدة فقط في تاريخ الحياة". لكن اتضح أن هؤلاء العمالقة الصغار هزمونا.
وتقول عالمة الفيزياء الحيوية إليزابيث فيلا: "إنها مقصورة من نوع مختلف - على عكس أي شيء رأيناه في الطبيعة على الإطلاق".
وعادة، تقوم العاثيات بحقن مادتها الجينية في البكتيريا حيث تطفو بحرية في المادة اللزجة الداخلية للخلية (السيتوبلازم) ويقوم الفيروس باختطاف معدات البكتيريا لتكرار نفسها. لكن "عاثيات جامبو" تقوم ببناء حجرة منفصلة حول حمضها النووي بعد وقت قصير من دخول مضيفها، يشبه إلى حد ما كيف تمتلك خلايانا نواة لحماية حمضنا النووي.
ويمنع هذا جسديا "نظام المناعة'' للبكتيريا CRISPR (نعم، إنه نفس الأنظمة التي اخترناها نحن البشر لأغراض التلاعب بالجينات الخاصة بنا) والإنزيمات الدفاعية الأخرى من العبث بالحمض النووي الفيروسي.
واستخدم لافلين وفريقهم الفحص المجهري الإلكتروني بالتبريد والتصوير المقطعي لفحص هذه الحجرة وصولا إلى المقياس الذري. وتم بناء الغلاف الواقي من نوع واحد فقط من البروتين.
وبمساعدة النمذجة الحاسوبية، وجد الباحثون أن نواة العاثية تسمح بشكل انتقائي للجزيئات بالمرور عبر مسام صغيرة - مرة أخرى على غرار الطريقة التي تتحكم بها الخلايا في البيئة المحيطة بموادنا الجينية، ما يجعل هذا مثالا رائعا للتطور المتقارب - عندما ينتهي الأمر بكائنات غير مرتبطة تماما مع حل مشابه لنفس المشكلة البيولوجية.
ويقول عالم الأحياء الخلوي جو بوجليانو: "الآن بعد أن علمنا أن بعض العاثيات لديها درع، يمكننا إعطاؤها لعاثيات أخرى ونصنع" عاثيات فائقة "أفضل في علاج العاثيات والتغلب على الدفاعات البكتيرية". والخطوة الأولى في هذه العملية هي فهم بنية بروتين الكيمالين الذي يتكون من الدرع، وهذا أحد أسباب أهمية هذا العمل".
ويتم بالفعل استخدام العلاج بالعاثيات لعلاج المرضى المصابين بعدوى بكتيرية خارقة بنجاح.
قد تكون حمى التيفوئيد نادرة في البلدان المتقدمة، لكن هذا التهديد القديم، الذي يعتقد أنه كان موجودا منذ آلاف السنين، لا يزال يمثل خطرا كبيرا في عالمنا الحديث.
ووفقا لبحث جديد، تطور البكتيريا التي تسبب حمى التيفوئيد مقاومة واسعة للأدوية، وهي تحل بسرعة محل السلالات غير المقاومة.
وفي الوقت الحالي، تعد المضادات الحيوية هي الطريقة الوحيدة لعلاج التيفوئيد بشكل فعال، والذي تسببه بكتيريا Salmonella enterica serovar Typhi (S Typhi). ومع ذلك، على مدى العقود الثلاثة الماضية، كانت مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية عن طريق الفم تنمو وتنتشر.
ووجد الباحثون ارتفاعا مؤخرا في S Typhi المقاوم للأدوية على نطاق واسع (XDR)، من خلال تحديد تسلسل جينومات 3489 سلالة Typhi المتعاقد عليها من 2014 إلى 2019 في نيبال وبنغلاديش وباكستان والهند.
ولا تعد XDR Typhi فقط منيعة للمضادات الحيوية في الخطوط الأمامية، مثل الأمبيسيلين والكلورامفينيكول وتريميثوبريم / سلفاميثوكسازول، ولكنها تزداد أيضا مقاومة للمضادات الحيوية الأحدث، مثل الفلوروكينولونات والجيل الثالث من السيفالوسبورينات.
والأسوأ من ذلك، أن هذه السلالات تنتشر على مستوى العالم بمعدل سريع.
وفي حين أن معظم حالات XDR Typhi تنبع من جنوب آسيا، فقد حدد الباحثون ما يقرب من 200 حالة انتشار دولي منذ عام 1990.
وصُدّرت معظم السلالات إلى جنوب شرق آسيا، وكذلك شرق وجنوب إفريقيا، ولكن تم العثور أيضا على بكتيريا التيفوئيد الخارقة في المملكة المتحدة والولايات المتحدة وكندا.
ويقول اختصاصي الأمراض المعدية جيسون أندروز، من جامعة ستانفورد: "تمثل السرعة التي ظهرت بها سلالات S. Typhi شديدة المقاومة وانتشارها في السنوات الأخيرة سببا حقيقيا للقلق، وتسلط الضوء على الحاجة إلى توسيع تدابير الوقاية بشكل عاجل، لا سيما في البلدان الأكثر تعرضا للخطر".
وظل العلماء يحذرون من التيفوئيد المقاوم للأدوية منذ سنوات، لكن البحث الجديد هو أكبر تحليل للجينوم على البكتيريا حتى الآن.
وفي عام 2016، حدّد أول سلالة من التيفوئيد XDR في باكستان. وبحلول عام 2019، أصبح النمط الجيني السائد في البلاد.
وتاريخيا، تمت محاربة معظم سلالات التيفوئيد XDR مع الجيل الثالث من مضادات الميكروبات، مثل الكينولونات، والسيفالوسبورينات، والماكروليدات.
ولكن بحلول أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، شكلت الطفرات التي تمنح مقاومة للكينولونات أكثر من 85% من جميع الحالات في بنغلاديش والهند وباكستان ونيبال وسنغافورة. وفي الوقت نفسه، كانت مقاومة السيفالوسبورين تسيطر أيضا.
واليوم، لم يتبق سوى مضاد حيوي واحد عن طريق الفم: الماكروليد، أزيثروميسين. وقد لا يعمل هذا الدواء لفترة أطول.
ووجدت الدراسة الجديدة أن الطفرات التي تمنح مقاومة لأزيثروميسين تنتشر الآن أيضا، و"تهدد فعالية جميع مضادات الميكروبات التي تؤخذ عن طريق الفم لعلاج التيفوئيد". وفي حين أن هذه الطفرات لم يتم تبنيها من قبل XDR S Typhi، إذا كانت كذلك، فنحن في مشكلة خطيرة.
وإذا لم يتم علاجها، فإن ما يصل إلى 20% من حالات التيفوئيد يمكن أن تكون قاتلة، واليوم، هناك 11 مليون حالة من حالات التيفوئيد سنويا.
ويمكن منع تفشي المرض في المستقبل إلى حد ما باستخدام لقاحات التيفوئيد المتقارنة، ولكن إذا لم يتم توسيع الوصول إلى هذه الجرعات على مستوى العالم، فقد يواجه العالم قريبا أزمة صحية أخرى.
وكتب الباحثون: "إن الظهور الأخير لـ XDR وS Typhi المقاوم للأزيثروميسين يخلق إلحاحا أكبر لتوسيع تدابير الوقاية بسرعة، بما في ذلك استخدام لقاحات التيفوئيد المتقارنة في البلدان الموبوءة بالتيفوئيد. ومثل هذه التدابير مطلوبة في البلدان التي يكون فيها انتشار مقاومة مضادات الميكروبات بين عزلات S Typhi مرتفعا حاليا، ولكن نظرا للميل إلى الانتشار الدولي، لا ينبغي حصرها في مثل هذه الظروف".
وقد تكون جنوب آسيا المركز الرئيسي لحمى التيفوئيد، حيث تمثل 70% من جميع الحالات، ولكن إذا علمنا "كوفيد-19" أي شيء، فهو أن متغيرات الأمراض في عالمنا المعاصر المعولم تنتشر بسهولة.
ولمنع حدوث ذلك، يجادل خبراء الصحة بأنه يجب على الدول توسيع نطاق الوصول إلى لقاحات التيفوئيد والاستثمار في أبحاث المضادات الحيوية الجديدة. وتشير إحدى الدراسات الحديثة في الهند، على سبيل المثال، إلى أنه إذا تم تطعيم الأطفال ضد التيفوئيد في المناطق الحضرية، فيمكن أن يمنع ما يصل إلى 36% من حالات التيفوئيد والوفيات.
وتعد مقاومة المضادات الحيوية أحد الأسباب الرئيسية للوفاة في العالم، حيث تودي بحياة أشخاص أكثر من فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز أو الملاريا. وتعد اللقاحات، حيثما توفرت، من أفضل الأدوات التي لدينا لمنع وقوع كارثة في المستقبل.