اكتشاف مضادات حيويَّة تقتل الجراثيم بطريقة جديدة

المضادات الحيويَّة هي مركبات كيميائية تُنتِجها الميكروبات -تلك التابعة لعائلة الشعّيات ( Actinomycetes) خاصة- لتثبيط الميكروبات الأخرى أو قتلها (1). وقد أدى اكتشافها في بدايات القرن الماضي إلى تقدم طبيٍّ ومجتمعيٍّ لا مثيل له؛ إذ انخفضت نسبة الوفيات بسبب الأمراض المعدية انخفاضًا ملحوظًا؛ ولكن ظهور الجراثيم المقاومة لعديد من الأدوية نتيجة الاستخدام الخاطئ لها زاد الخوف من الفكرة المقترَحة أنه في حدود عام 2050 ستكون هذه الأمراض السبب الرئيس مجددًا للوفاة في أنحاء العالم جميعها (2).

وتحاول الـNational Health Service NHS ومنظمات الصحة في أنحاء العالم التخفيف من استخدام المضادات الحيوية، خاصة للمشكلات الصحيَّة غير الشديدة، مثل: التهابات الحلق؛ فقد أدى الاستخدام الزائد للمضادات الحيويَّة في السنوات السابقة إلى قلِّة فعاليتها وظهور ما يسمى بالـ"superbugs"؛ وهي سلالات جرثومية طوّرت القدرة على التغلب على أنواع عديدة من المضادات الحيويَّة؛ ما يعني أن هذه الجراثيم تبقى على قيد الحياة وتستمر بالنمو مسبّبة أمراضًا خطيرة يتطلب -أغلبها- فترات بقاء طويلة في المستشفى ومراجعات متكرِّرة من الأطباء، إضافة إلى أنها تحتاج اتخاذ إجراءات مكلفة واستخدام بدائل سامّة،  والأسوأ من ذلك أنه قد يكون من المستحيل علاج هذه الأمراض في بعض الأحيان (3, 4).

من الطبيعي أن تمتلك الميكروبات المنتجة للمضادات الحيويَّة آليات مقاومة ذاتية ضد هذه المواد، ولكن يُعتقد أن الوجود المشترك للجراثيم المنتجة للمضادات الحيويَّة وغير المنتجة لها معًا يساهم في تطور آليات مقاومة لدى الجراثيم غير المنتجة للمضادات الحيويَّة أيضًا (1).

كانت تُكتشف المضادات الحيويَّة اعتمادًا على برامج معتمدة على الفعالية (activity-based platforms) فيما مضى، أما حاليًّا فإن سِلسِلة جينوم أفراد عائلة الشعيات يظهر مخزونًا من تجمعات الجينات المصنعة بيولوجيًّا أو ما يعرف بـ ( Biosynthetic Genes Clusters BGCs)، ومع الانتباه إلى الأولوية؛ نستطيع التنبؤ بأي مجموعة من الجينات تستطيع ترميز مواد كيميائية جديدة واعدة تكون ذات فعاليات حيوية جديدة لتستعمل كمضادات حيويَّة (5).

وبمراعاة التسلسل الجيني للجينات الصنعية مع تحرّي فقدان محددات المقاومة  المعروفة ( Resistance Determinants) ، يمكن التنبؤ بمضادات حيويَّة جديدة ذات طريقة فريدة في مهاجمة الجراثيم، وبالنظر إلى شجرة عائلة الببتيدات السكرية المعروفة؛ درست المرشحة لنيل شهادة الدكتوراة في الكيمياء الحيويَّة والعلوم الطبية الحيوية إليزابيت كولب Elizabeth Culp مع زملائها جينات الببتيدات السكرية الفاقدة لآليات مقاومة معروفة، مع وضع احتمال أنها قد تمتلك طريقة مختلفة لمهاجمة الجراثيم.

وبعد استعمال هذه الطريقة استطاعوا كشف مضادين حيويّين يمتلكان أسلوبًا غير مألوف في العمل، وهما الكومبليستاتين complestatin الشائع والمركب المكتشف حديثًا الذي أُطلِق عليه اسم كوربومايسين corbomycin، ويعملان عن طريق الارتباط بالسكريات البروتينية (peptidoglycan)؛ وحجب عمل الحالّات الذاتية (autolysins) -وهي إنزيمات هيدرولاز حالّة للسكريات البروتينية- بالنتيجة، وهذه الأنزيمات مهمّة من أجل تعديل الجدار الخلوي في أثناء النمو (5+6)، وبهذا الارتباط تتوقف عملية تحطيم الجدار؛ ما يعني منع انقسام الخلايا الجرثومية وانتشارها، وبهذا نجد أن هذين المضادين الحيويَّين يقتلان الجراثيم بآلية معاكسة تمامًا لآلية عمل المضادات الحيويَّة الأخرى التي تقتل الجراثيم عن طريق منعها من بناء جدار خلوي (كالبنسلين penicillin)  ا(6).

وباستعمال تقنيات التصوير الخلوي بالتعاون مع إيف برون Yves Brun وفريقه من جامعة مونتريال  أُكِّد موقع تأثير هذين الصادين في الجدار الخلوي الجرثومي (6)، وتبيَّن بناءً على تجاربهم على الفئران أن هذه المضادات الحيوية تستطيع أن توقف الأمراض الناجمة عن الجراثيم العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus MRSA؛ وأنها غير سامّة للخلايا حقيقية النوى، فضلًا عن أن إعطاءها موضعيًّا قلَّل وجود الجراثيم بحوالي 100 ضعف في خلال 33 ساعة بعد الإصابة (5, 6).

وقالت Culp أنه من الممكن تطبيق هذه الطريقة للمضادات الحيويَّة الأخرى، وأن هذه الطريقة تساعدنا باكتشاف مضادات حيويَّة جديدة بآليات عمل مختلفة، وذكرت أنهم قد وجدوا مضادًّا حيويًّا جديدًا في هذه الدراسة التي أجروها عند تطبيق هذه الطريقة (الـcorbomycin)؛ ومن بعدها وجدوا مضادات حيويَّة أخرى ضمن العائلة نفسها (عائلة الببتيدات السكرية) تمتلك الآلية الجديدة في قتل الجراثيم. (6).

المصادر: