مضاد حيوي جديد موجود في الحشائش الشائعة
يمكن أن تكون النباتات البرية كنزًا دفينًا من المضادات الحيوية الجديدة لمعالجة المشكلة العالمية لمقاومة مضادات الميكروبات.
قدم باحثون في سويسرا هذا الاقتراح بعد اكتشاف مركب به نوع جديد من نشاط المضادات الحيوية على ورقة نبات الرشاد ، وهو عشب شائع.
تنبع العديد من المضادات الحيوية الحالية من مركبات طبيعية تصنعها البكتيريا التي تعيش في التربة. تنتجها البكتيريا للدفاع ضد الكائنات الحية الدقيقة الأخرى.
لكن الدراسة الجديدة - نشرت الآن في المجلة علم الأحياء الدقيقة الطبيعة - يقترح أن النباتات البرية يمكن أن تكون أيضًا مصدرًا غنيًا للمضادات الحيوية.
تُعرف أجزاء النباتات التي تعيش فوق الأرض مجتمعة باسم الغلاف الجوي. تركز الدراسة على "نظام بيئي" معين للغلاف القاري - أي سطح ورقة عشب شائع.
لأن هذا النظام البيئي يفتقر إلى العناصر الغذائية ، هناك "ضغط تنافسي شديد" بين العديد من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش فيه ، كما تقول جوليا فورهولت ، مؤلفة الدراسة المشاركة ، الأستاذة في معهد علم الأحياء الدقيقة في ETH زيورخ في سويسرا.
وتوضح قائلة: "نتيجة لذلك ، تنتج البكتيريا مجموعة متنوعة من المواد التي تسمح لها بالدفاع عن موطنها."
مقاومة مضادات الميكروبات: تهديد عالمي
مضادات الميكروبات هي أدوية مصممة لقتل أو وقف نمو الكائنات الحية الدقيقة مثل الفيروسات والفطريات والبكتيريا والخمائر والديدان الطفيلية. المضادات الحيوية هي مضادات الميكروبات التي تستهدف البكتيريا ، ولكن المصطلح غالبًا ما يستخدم بالتبادل مع مضادات الميكروبات.
تتطور مقاومة مضادات الميكروبات عندما تتغير الكائنات الدقيقة استجابةً للأدوية المضادة للميكروبات وتتوقف في النهاية عن الاستسلام لها. هذا يجعل من الصعب علاج الالتهابات التي تسببها.
تتقوض قدرتنا على علاج حتى العدوى الشائعة بشكل متزايد بسبب الانتشار المتزايد للآليات الجديدة لمقاومة مضادات الميكروبات. وهذا يؤدي إلى فترة أطول من التعافي من المرض وزيادة العجز والوفاة.
أحد مجالات القلق الخاصة ، على سبيل المثال ، هو علاج مرض السل (TB). تم العثور على شكل المرض المعدي المقاوم للأدوية على نطاق واسع في 105 دولة وهو مقاوم "على الأقل" لأربعة عقاقير رئيسية لمكافحة السل.
نبات صغير مع إمكانات كبيرة
قامت الأستاذة فورهولت وزملاؤها بالتحقيق في أكثر من 200 نوع من البكتيريا التي تعيش على أوراق نبات نبات الأرابيدوبسيس thaliana، وهو نبات بري صغير يحمل الأسماء الشائعة thale cress و mouse-ear cress.
أرابيدوبسيس يستخدم على نطاق واسع ككائن حي من قبل العلماء المهتمين ببيولوجيا ووراثة النباتات المزهرة. وقد أدى ذلك إلى إنشاء مكتبة كبيرة من المعلومات الجينية تتضمن الجينومات التي تم فك تشفيرها للبكتيريا التي تستعمر أسطح أوراق النبات.
حتى الآن ، لم يقم أحد بتحليل هذه البيانات بهدف اكتشاف "منتجات طبيعية غير مميزة" في الغلاف المحيط بالنبات.
يقول البروفيسور فورهولت: "لقد طبقنا تقنيات المعلوماتية الحيوية ، للتحقق من مجموعات الجينات القادرة على التحكم في إنتاج المواد ، وبالتالي يمكن أن يكون لها تأثير على البكتيريا الأخرى".
بعد إجراء العديد من الاختبارات ، وجد الفريق 725 تفاعلًا جزيئيًا بين سلالات مختلفة من البكتيريا. كانت التفاعلات من البكتيريا التي تستهدف بعضها البعض ، وفي بعض الحالات ، أدت إلى منع نموها.
ومع ذلك ، في هذه المرحلة ، لم يكن من الواضح ما إذا كانت المركبات المشاركة في التفاعلات فريدة من نوعها لهذا الموطن أم لا. أيضًا ، هل امتلكوا خصائص جديدة تمامًا للمضادات الحيوية؟
يعد العثور على مواد ذات آليات مضادة للميكروبات غير معروفة سابقًا هدفًا رئيسيًا في مكافحة مقاومة مضادات الميكروبات.
مضاد حيوي "بتركيبة غير مسبوقة"
لذلك ، في المرحلة التالية من الدراسة ، قام الباحثون بفحص التركيب الكيميائي للمواد التي وجدوها. ركزوا على سلالة "منتجة بشكل خاص" من البكتيريا تسمى Brevibacillus ص. ورقة 182.
كشف تحليل لمركبات و "مجموعات الجينات" للسلالة عن عدد من المركبات ذات قوى المضادات الحيوية. واحد على وجه الخصوص ، أطلقوا عليه اسم macrobrevin ، كان له "هيكل منتج طبيعي غير مسبوق."
يقول المؤلف المشارك في الدراسة يورن بيل ، وهو أيضًا أستاذ في معهد علم الأحياء الدقيقة في ETH في زيورخ: "نحتاج الآن إلى توضيح ما إذا كانت مادة macrobrevin وغيرها من المواد المكتشفة حديثًا فعالة أيضًا ضد البكتيريا التي تسبب المرض لدى البشر".
ويضيف أنه وبقية أعضاء الفريق متحمسون لحقيقة أنه يمكن أن يكون هناك العديد من المضادات الحيوية التي تحدث بشكل طبيعي والتي تنتظر العثور عليها في "الغلاف النباتي غير المكتشف نسبيًا.
"تؤكد النتائج التي توصلنا إليها أن الأمر يستحق توسيع نطاق البحث عن المضادات الحيوية في الطبيعة."
البروفيسور يورن بيل
