يمكن أن توفر البكتيريا التي تعيش على الحشرات مضادات حيوية جديدة
العديد من المضادات الحيوية المستخدمة اليوم تأتي من البكتيريا التي تعيش في التربة. الآن ، تكشف الأبحاث الحديثة أن البكتيريا التي تعيش على الحشرات يمكن أن تكون أكثر فاعلية في مكافحة الجراثيم المقاومة للأدوية الشائعة من البكتيريا الموجودة في التربة.
أجرى العلماء في جامعة ويسكونسن ماديسون أكبر وأشمل تحقيق على الإطلاق في نشاط المضادات الحيوية للميكروبات التي تعيش على الحشرات.
من أبرز ما في الدراسة الجديدة اكتشاف مضاد حيوي جديد في سيفوميرمكس النمل ، وهو نوع برازيلي يزرع الفطريات. أطلق الباحثون على المركب cyphomycin.
أظهرت الاختبارات المعملية أن سيفوميسين يمكنه محاربة الفطريات التي تغلبت على معظم المضادات الحيوية الأخرى. كما عالج المركب عدوى فطرية في الفئران دون التسبب في آثار جانبية سامة.
في الآونة الأخيرة اتصالات الطبيعة ورقة بحثية حول هذه النتائج ، يوضح الفريق أن نقص المضادات الحيوية الجديدة يساهم في التهديد العالمي المتزايد للعدوى المقاومة للمضادات الحيوية.
لاحظ المؤلفون: "من خلال تقييمنا المنهجي ، نظهر أن ميكروبيومات الحشرات تمثل مصدرًا واعدًا للمنتجات الطبيعية الجديدة".
التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية
تنشأ مقاومة المضادات الحيوية عندما لا تعود البكتيريا المعدية والفطريات ومسببات الأمراض الأخرى تستسلم للأدوية التي تستخدم لقتلها. بدلاً من ذلك ، يستمرون في النمو.
عادةً ما تتطلب العدوى الناتجة عن مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية فترات إقامة أطول في المستشفى وعددًا أكبر من زيارات المتابعة من الأطباء. بالإضافة إلى ذلك ، تميل العلاجات إلى أن تكون لها تكاليف أعلى وآثار جانبية سامة.
في عام 2018 ، أصدرت منظمة الصحة العالمية (WHO) بيانات مراقبة أكدت خطورة التهديد العالمي الذي تشكله مقاومة المضادات الحيوية.
تكشف البيانات أن بعض أنواع العدوى الأكثر شيوعًا حول العالم أصبحت مقاومة للأدوية.
في الولايات المتحدة ، تقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) أن البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية تصيب ما لا يقل عن مليوني شخص وتسبب 23000 حالة وفاة كل عام.
يتمثل أحد الشواغل الرئيسية فيما يتعلق بأزمة مقاومة المضادات الحيوية العالمية في أن أنواع وعدد الأدوية الجديدة قيد الإعداد لن يكونا كافيين للتغلب على التهديد.
كررت منظمة الصحة العالمية تحذيرها بشأن هذا في تقرير عام 2017. ذكرت الوكالة العالمية أن معظم المضادات الحيوية البالغ عددها 51 في التطوير السريري كانت "تعديلات على الفئات الحالية من المضادات الحيوية" ولن تقدم سوى حلول قصيرة المدى.
عدد البكتيريا في الحشرات كما هو الحال في التربة
معظم أنواع المضادات الحيوية المستخدمة اليوم تأتي من ستربتوميسيس البكتيريا ، وهي جنس كبير بدأ في التطور منذ حوالي 400 مليون سنة.
خلال تلك الفترة ، ستربتوميسيس تطورت الأنواع وتكيفت مع الموائل المختلفة ، مثل التربة والحشرات. تعكس الكيمياء في المركبات التي تنتجها البكتيريا أنسابها المتباينة.
أظهرت الدراسات الجينية أن سلالة واحدة فقط من ستربتوميسيس يمكن أن تنتج عشرات المركبات المماثلة لتلك المستخدمة بالفعل كمضادات حيوية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي البكتيريا على أعداد هائلة من "مجموعات جينات التخليق الحيوي ذات الصلة".
لهذه الأسباب ، يدرس العلماء بشكل مكثف ستربتوميسيس البكتيريا مع توقع اكتشاف عقاقير جديدة لمكافحة مقاومة المضادات الحيوية.
ومع ذلك ، يشير مؤلفو الدراسة الجديدة إلى أن عمليات البحث عن مضادات حيوية جديدة في التربة ستربتوميسيس "إعادة اكتشاف المركبات المعروفة إلى حد كبير." كما لاحظوا أنه لا توجد دراسات بحثت بشكل منهجي في الميكروبيوم. لذلك اختاروا التركيز على ستربتوميسيس في الحشرات.
لقد جمعوا أكثر من 2500 نوع من الحشرات ، تتراوح من النمل والنحل والذباب إلى الخنافس والعث والفراشات وغيرها. جاء حوالي الثلث من مناطق ذات مناخ معتدل ، وجاء ثلث آخر من المناطق المدارية ، وجاء الباقي من مناطق أكثر برودة ، مثل القطب الشمالي.
ويلاحظ الباحثون أنه على عكس "الافتراض السائد" أن ستربتوميسيس الأنواع أكثر وفرة في التربة ، وتشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن البكتيريا موجودة في الحشرات.
البكتيريا من الحشرات أقوى
أنتجت الحشرات أكثر من 10000 سلالة من البكتيريا لاختبارها. كما فحص الباحثون 7000 سلالة جاءت من التربة والنباتات.
تم اتباع بطارية قوية ومكثفة من الاختبارات ، تضمنت أكثر من 50000 تجربة في المجموع.
اختبر الفريق مدى جودة كل سلالة ستربتوميسيس كان قادرًا على إيقاف نمو 24 نوعًا مختلفًا من الجراثيم ، بما في ذلك بعض الأنواع التي يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة ، مثل البكتيريا المقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية (MRSA).
أظهرت النتائج أن ستربتوميسيس كانت السلالات التي جاءت من الحشرات قادرة على محاربة البكتيريا والفطريات المعدية بشكل أقوى من السلالات التي جاءت من التربة أو النباتات.
اختبر الفريق أيضًا بعض السلالات الواعدة على الفئران. كانت هذه السلالات فعالة جدًا في قتل الالتهابات البكتيرية والفطرية ، وكان لعدد قليل منها آثار جانبية سامة.
في جزء آخر من الدراسة ، ركز الباحثون على cyphomycin ، وهو مركب مضاد للفطريات وجدوه في ستربتوميسيس البكتيريا على البرازيلي سيفوميرمكس نملة نمو الفطريات.
بعد تحليل التركيب الكيميائي للسيفوميسين ، قاموا بتنقيته وأظهروا أنه يمكن علاجه المبيضات البيض في الفئران. C. البيض هو نوع من الفطريات التي تصيب عادة الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة. كما ظهر أن المركب له آثار جانبية سامة قليلة في الفئران.
دع الحشرات "تقوم بالتنقيب"
لم يتفاجأ الفريق عندما اكتشف أن الحشرات يمكن أن تكون مصدرًا غنيًا للمضادات الحيوية الجديدة. يعتمد بقاء الحشرات على التعايش مع الميكروبات التي تساعد في محاربة مسببات الأمراض التي تتطور أيضًا.
أشار الباحثون أيضًا إلى أنه نظرًا لأن البكتيريا قد تطورت مع الحشرات ، فيمكنها تقديم ميزتين. أولاً ، من غير المرجح أن تكون سامة ، وثانيًا ، يمكن أن تكون فعالة ضد مسببات الأمراض المقاومة للأدوية.
يقول كاميرون كوري ، أستاذ علم الجراثيم وكبير مؤلفي الدراسة: "تقوم الحشرات بالتنقيب من أجلنا".
ويخلص هو وزملاؤه:
"الوعد المرتبطة بالحشرات ستربتوميسيس كمصدر جديد لمضادات الميكروبات لديه القدرة على تنشيط خطوط أنابيب اكتشاف مضادات الجراثيم والفطريات الراكدة ".
