تكنولوجيا جديدة للقضاء على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية
تاريخ النشر: 10th, September 2024 GMT
طوّر العلماء في معاهد غلادستون في الولايات المتحدة الأميركية تقنية تمكنهم من تعديل فيروسات تهاجم البكتيريا بطريقة مبسطة وفعالة للغاية، مما يمنحهم القدرة على هندسة فيروسات جديدة ودراسة كيفية الاستفادة من هذه الفيروسات لاستهداف بكتيريا معينة والقضاء عليها، وذلك في محاولة للبحث عن آلية جديدة لحل مشكلة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.
الفيروسات آكلة البكتيريا، أو العاثيات، هي فيروسات تستهدف البكتيريا بشكل طبيعي وتقتلها. وعلى الرغم من وجود الآلاف من هذه الفيروسات، فإن استخدام العاثيات كعلاجات لمكافحة أنواع معينة من البكتيريا أثبت أنه تحد صعب. ولتحسين العلاج بالعاثيات وجعله قابلا للتوسع لعلاج الأمراض البشرية، يحتاج العلماء إلى طرق لتعديلها وتحويلها إلى آلات فعالة لقتل البكتيريا. هذه الطريقة يمكن أن توفر بديلا لعلاج العدوى البكتيرية التي تقاوم المضادات الحيوية التقليدية.
يقول الدكتور سيث شيبمان، الباحث المساعد في غلادستون والمؤلف الرئيسي للدراسة التي نُشرت في مجلة "نيتشر بيوتكنولوجي" في الخامس من سبتمبر/أيلول الجاري، "في النهاية، إذا أردنا استخدام العاثيات لإنقاذ حياة الأشخاص المصابين بالعدوى المقاومة للعديد من الأدوية، فإننا بحاجة إلى طريقة لتصنيع واختبار العديد من نسخ العاثيات للعثور على الأفضل، تتيح لنا هذه التقنية الجديدة إدخال تعديلات مختلفة على جينومات العاثيات بسرعة ونجاح حتى نتمكن من إنشاء العديد من النسخ".
مصنع الحمض النوويتعتمد الطريقة الجديدة على جزيئات تسمى "الريترونات"، التي تنشأ من أنظمة المناعة البكتيرية وتعمل كمصانع لإنتاج الحمض النووي داخل الخلايا البكتيرية. وقد وجد فريق شيبمان طرقا لبرمجة الريترونات بحيث تنتج نسخا من تسلسل الحمض النووي المطلوب. عندما تصيب العاثيات مستعمرة بكتيرية تحتوي على الريترونات، باستخدام التقنية الموضحة في الدراسة الجديدة، تدمج العاثيات تسلسل الحمض النووي الذي تنتجه الريترونات في جينوماتها الخاصة.
أرادت مجموعة شيبمان إيجاد طريقة لتعديل جينوماتها العاثيات لإنشاء مجموعات كبرى من العاثيات التي يمكن فحصها للاستخدام العلاجي، بالإضافة إلى جمع البيانات حول ما يجعل بعض العاثيات أكثر فعالية أو ما يجعلها أكثر أو أقل تخصصا للأهداف البكتيرية.
تقول كلوي فيشمان، الباحثة السابقة في معاهد غلادستون والمؤلفة المشاركة الأولى للدراسة الجديدة والتي تتابع الآن دراساتها العليا في جامعة روكفلر، "تلعب العاثيات دورا مهما في تشكيل المجتمعات الميكروبية بصفتها مفترسات طبيعية للبكتيريا. من المهم أن يكون لدينا أدوات لتعديل جينوماتها لدراستها بشكل أفضل. كما أنه مهم إذا أردنا هندستها بحيث نتمكن من تشكيل المجتمعات الميكروبية لصالحنا، على سبيل المثال، لقتل البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية".
بدأ شيبمان وزملاؤه بإنشاء ريترونات تنتج تسلسلات حمض نووي مصممة خصيصا لتعديل العاثيات، وهو نظام أطلق عليه الفريق "ريكمبيتريون"، ثم وضعوا هذه الريترونات في مستعمرات من البكتيريا. وأخيرا، تركوا العاثيات تصيب هذه المستعمرات البكتيرية. ومع إصابة العاثيات لبكتيريا تلو الأخرى، اكتسبت وأدمجت الحمض النووي الجديد من الريترونات، مما أدى إلى تعديل جينوماتها.
أظهر الفريق البحثي أنه كلما طال الوقت الذي تصيب فيه العاثيات مستعمرة بكتيرية تحتوي على الريترونات، زاد عدد جينومات العاثيات التي تم تعديلها. علاوة على ذلك، تمكن الباحثون من برمجة بكتيريا مختلفة داخل المستعمرة باستخدام ريترونات مختلفة، مما سمح للعاثيات باكتساب تعديلات متعددة مع إصابتها للمستعمرة.
يقول شيبمان -وفقا لموقع يوريك أليرت- "عندما تتحرك العاثيات من بكتيريا إلى أخرى، تكتسب تعديلات مختلفة. إجراء تعديلات متعددة في العاثيات كان أمرا صعبا للغاية في السابق؛ لدرجة أن العلماء لم يقوموا بذلك في أغلب الأحيان. الآن، يمكنك ببساطة إلقاء بعض العاثيات في هذه البكتيريا المزروعة، والانتظار لبعض الوقت، والحصول على العاثيات المعدلة المتعددة".
عدو عدوكعلى عكس المضادات الحيوية التي تقتل أنواعا عديدة من البكتيريا في وقت واحد، فإن العاثيات مخصصة للغاية لأنواع معينة من البكتيريا. ومع تزايد معدل الإصابات البكتيرية المقاومة للمضادات الحيوية، والتي تقدر بنحو 2.8 مليون إصابة في الولايات المتحدة سنويا، ينظر الباحثون بشكل متزايد إلى إمكانات العلاج بالعاثيات كبديل لمكافحة هذه العدوى.
يقول شيبمان، الذي يعمل أيضا أستاذا مشاركا في قسم الهندسة الحيوية والعلوم العلاجية في جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو وباحثا في معهد تشان زوكربيرغ، "يقولون إن عدو عدوك هو صديقك. أعداؤنا هم هذه البكتيريا الممرضة، وأعداؤها هم العاثيات".
المصدر: الجزيرة
كلمات دلالية: حراك الجامعات حريات المقاومة للمضادات الحیویة من البکتیریا الحمض النووی
إقرأ أيضاً:
وزيرة البيئة تترأس اجتماع مجلس أمناء مؤسسة الطاقة الحيوية للتنمية المستدامة
ترأست الدكتورة ياسمين فؤاد وزيرة البيئة اجتماع مجلس أمناء مؤسسة الطاقة الحيوية للتنمية المستدامة الأول لعام 2024-2025، وذلك بحضور الأستاذ ياسر عبدالله رئيس جهاز تنظيم إدارة المخلفات، ونائب رئيس مجلس أمناء المؤسسة، والدكتور طلعت عبد القوى رئيس الاتحاد العام للجمعيات والمؤسسات الأهلية وأمين صندوق المؤسسة، والدكتور خالد قاسم مساعد وزيرة التنمية المحلية للتطوير المؤسسى ودعم السياسات بوزارة التنمية المحلية، والمهندس وائل رضوان المدير التنفيذي للمؤسسة، وأعضاء مجلس الأمناء من ممثلى وزارات الدفاع والإنتاج الحربي، وهيئة الرقابة المالية، والهيئة العربية للتصنيع، وذلك لمناقشة آخر المستجدات فى أنشطة المؤسسة، وآليات تطويرها من أجل نشر تكنولوجيا الوقود الحيوي فى مصر.
وخلال الاجتماع توجهت الدكتورة ياسمين فؤاد وزيرة البيئة بالشكر والتقدير لمجلس أمناء المؤسسة وأعضاء اللجنة التنفيذية على جهودهم خلال الفترة الماضية لتطبيق وتوسيع نطاق انتشار وحدات الغاز الحيوي بمختلف محافظات مصر، مؤكدة على ضرورة الاستمرار فى بذل المزيد من الجهود خلال الفترة القادمة لتحقيق مزيد من العوائد الإيجابية لهذه الوحدات، من أجل خلق خدمات مستدامة لإنتاج غاز حيوى والتخلص الآمن من المخلفات العضوية فى ظل رؤية مصر 2030.
وأكدت وزيرة البيئة على أهمية تعظيم الاستفادة من تكنولوجيا الوقود الحيوى، حيث يعد من أهم المشروعات البيئية التى تضمن تخلصا آمنا من المخلفات وفى نفس الوقت تحقق عائدا اقتصاديا للمواطن من خلال توفير غاز حيوى وسماد عضوى، بالإضافة إلى توفير فرص عمل خضراء للشباب، موضحة أن أنشطة مؤسسة الطاقة الحيوية تتضمن إنشاء وحدات الغاز الحيوى المنزلية الثابتة والمتنقلة بطاقة إنتاجية 2-6 أمتار مكعبة غاز يومى، وكذلك إنشاء وحدات متوسطة بطاقة إنتاجية من 50 - 500 متر مكعب غاز يومى.
واستهلت وزيرة البيئة الاجتماع باعتماد محضر اجتماع مجلس الأمناء الأول فى العام الماضى، واعتماد محاضر اجتماعات اللجان التنفيذية السابقة.
واستعرض المهندس وائل رضوان المدير التنفيذي للمؤسسة أهم أنشطة المؤسسة خلال الفترة الماضية، حيث تم تنفيذ عدد 100 وحدة غاز حيوي منزلي بقري فنت وزرابي الحيبة - مركز الفشن/ محافظة بني سويف، وتنفيذ عدد 16 وحدة غاز حيوي بقري بني رافع - مركز منفلوط / محافظة أسيوط، وكذلك تنفيذ عدد 6 وحدات غاز حيوي بقري الفالوجا - مركز بدر/ محافظة البحيرة، بالإضافة إلى تنفيذ عدد ٢٤ وحدة غاز حيوي بقرية الطوناب - مركز إدفو/ محافظة أسوان، كما تم تنفيذ عدد ٣ وحدات غاز حيوي متطورة متنقلة بمحافظة الإسكندرية.
كما تم إجراء عدد من الدراسات الفنية من أجل تعظيم الاستفادة من المخلفات الحيوانية، حيث تم إجراء دراسة حول تعظيم الاستفادة من مخلفات المجازر لإنتاج الغاز الحيوي والكهرباء، وكذلك دراسة فنية حول جدوى إنتاج الكهرباء من الغاز الحيوي، كما تم إجراء دراسة لتقييم نماذج التكنولوجيات العالمية لمشاريع البيوجاز، ودراسة فرص تصدير السماد الحيوي من وحدات الغاز الحيوي واسعة، كما تم العمل على تطوير دليل تقييم كفاءة مشروعات الغاز الحيوي في مصر.
وفى مجال رفع الوعي البيئي بأهمية الاستفادة من المخلفات الحيوانية وتحويلها إلى وقود حيوى وسماد عضوى، ودور المؤسسة في إنشاء وحدات البيوجاز فقد تنفيذ عدد من الندوات التوعوية بالتعاون مع الأفرع الإقليمية لجهاز شئون البيئة بمختلف محافظات الجمهورية ومنها محافظة قنا، وسوهاج والبحيرة والفيوم.
كما أنه جارى العمل على تنفيذ وحدة غاز حيوي بمجزر كفر شكر بالقليوبية كنموذج يتم تعميمه مستقبلًا في تصميم المجازر المطورة، بالتعاون مع وزارة التنمية المحلية.
كما تم خلال الاجتماع اعتماد الميزانية والحساب الختامي عن السنة المالية المنتهية 2023-2024.