العلاقة بين الوراثة والبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

يمكن لتطور البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، مثل E. coli، أن يعطل استراتيجية الاختلال الوراثي بشكل فعال، مما يمنح العلماء نقطة مهمة في المعركة المستمرة ضد الجراثيم المميتة .

الاختلال الوراثي ومقاومة المضاد الحيوي

تم إفشال استراتيجية الاختلال الوراثي التي طورها الباحثون في جامعة كولورادو بولدر بنجاح، والتي كان يستخدمونها للتغلب على تطور بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية مثل E. coli، وهذا يعطي العلماء نقطة هامة في حربهم المستمرة ضد الجراثيم القاتلة، فالعوامل الممرضة المقاومة للأدوية المتعددة – التي تتكيف مع المضادات الحيوية الحالية بشكل أسرع من الجديدة – يمكن أن تؤثر على ما يقرب من 2 مليون شخص وتتسبب في وفاة 23 ألف شخص على الأقل سنويا في الولايات المتحدة، وفقا لبيانات مراكز السيطرة على الأمراض .

وفي محاولة لتطوير حل مستدام طويل الأمد، قام الباحثون في جامعة كولورادو بولدر، بتطوير نهج جديد للتحكم في تكيف الكائنات العضوية (CHAOS)، يستخدم تقنيات تحرير الحمض النووي CRISPR لتعديل تعبيرات جينية متعددة داخل خلايا البكتيريا، مما يؤدي إلى إعاقة العمليات المرضية الأساسية وتعطيل قدرتها على تطوير آليات الدفاع. وأشار بيتر أوتوبال، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث الدكتوراة في قسم الكيمياء والبيولوجيا في جامعة كاليفورنيا بولدر، إلى أنهم الآن لديهم طريقة لتقليل المسارات التطورية لبعض الحشرات الضارة بشدة، وربما منع ظهور البق الضار في المستقبل تماما .

جينات تقتل البكتيريا

بدأ العمل على بحث CHAOS في عام 2013، حينما بدأ أوتوبال وزملاؤه في البحث عن الجينات التي يمكن استخدامها كمحول خلوي لقتل E. coli، وقام العلماء بإدخال جين واحد في كل مرة، ووجدوا أن البكتيريا يمكنها التكيف والبقاء، ولكن عند تغيير أكثر من جين في وقت واحد، أصبحت الخلية أضعف. وقال أوتوبال: “لقد لاحظنا أنه عندما عدنا لتعبيرات متعددة للجينات في نفس الوقت، حتى الجينات التي تساعد البكتيريا على البقاء على قيد الحياة على ما يبدو، انخفضت لياقة البكتيريا بشكل كبير.” وتستفيد طريقة CHAOS من هذا التأثير، حيث تستخدم العديد من العتلات الجينية لبناء الإجهاد على الخلية البكتيرية، مما يؤدي في النهاية إلى فشل متتال وجعل البكتيريا أكثر عرضة للمعالجة الحالية. ولا تغير هذه التقنية الحمض النووي نفسه، بل تغير فقط تعبير الجينات الفردية، وتشبه الطريقة التي يتم بها جعل الرسالة المشفرة عديمة الفائدة بدون فك التشفير الصحيح .

وقال انوشري تشاترجي كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ مساعد في معهد تشارلستون للثقافة : ” يمكنك التفكير في الأمر من خلال سلسلة من المضايقات المتصاعدة للخلية مما يؤدي في النهاية إلى إضعافها، وتوفر هذه الطريقة إمكانات هائلة لإنشاء أساليب اندماجية أكثر فاعلية “، وعلى الرغم من أن E. coli لديها ما يقرب من 4000 جينة فردية، يبدو أن التتابع الدقيق لتعديل الجينات له أهمية أقل من العدد الهائل من الجينات التي تعطلت، بحسب أوتوبال، ومع ذلك، يخطط الباحثون لمواصلة تحسين طريقة CHAOS للبحث عن الاضطرابات الأكثر كفاءة .

تقنية جديدة للقضاء على E.coli

تم الإعلان عن النتائج اليوم في مجلة Nature Communications Biology، وتفتح الأبواب لاستكشاف طرق جديدة للتحكم في مقاومة المضادات الحيوية بشكل أفضل. وقال تشاترجي: `نحن بحاجة إلى تصميم علاجات ذكية أكثر للأمراض الديناميكية، بحيث يمكنها التأثير على سرعة التكيف وقد أظهرت نتائجنا فعالية هذه الطرق في المختبر. والآن يجب علينا إيجاد طرق لتطبيق هذه التكنولوجيا في الإعدادات السريرية الحديثة.` وقال أوتوبال: `في الماضي، لم يكن لدينا فكرة أنه يمكننا بطء تطور المقاومة، ولكن مع مرور الوقت، بدأنا نفهم قواعد التطور وكيفية استخدامها لصالحنا كأداة لعلاج الأمراض` .

اقراء ايظا : – طرق مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية