لماذا تفشل المضادات الحيوية في مكافحة البكتيريا
أصبحت البكتيريا المحصنة ضد عمل المضادات الحيوية مصدر قلق رئيسي لمجتمعات البحث الطبي في جميع أنحاء العالم. تبحث دراسة جديدة ما الذي يجعل هذه "الجراثيم الخارقة" مرنة في مواجهة بعض الأدوية الأكثر فاعلية.
في الآونة الأخيرة فقط أخبار طبية اليوم، قدمنا دراسة تسلط الضوء على الأزمة المتزايدة باستمرار للجراثيم الخارقة التي تنتشر بوتيرة سريعة بشكل غير متوقع في جميع أنحاء العالم.
أصدر مؤلفو تلك الدراسة تحذيرًا قاتمًا مفاده أنه إذا استمرت البكتيريا في "درع" نفسها بشكل فعال وبهذه السرعة ، فقد تصبح المضادات الحيوية قريبًا غير فعالة تمامًا ضدها.
هذا هو السبب في أنه من الأهمية بمكان فهم كيف ، بالضبط ، يمكن لهذه الكائنات الدقيقة أن تتصدى للعقاقير التي كانت قادرة في السابق على العمل ضدها. ستكون هذه المعرفة هي الخطوة الأولى في ابتكار علاجات أقوى لمحاربة الالتهابات البكتيرية المستعصية.
في دراسة جديدة ، حدد فريق من علماء الفيزياء من جامعة ماكماستر في هاميلتون ، كندا ، ما الذي يسمح للبكتيريا بصد المضادات الحيوية بمجرد أن تصبح مقاومة.
على الرغم من أن الآلية بسيطة ، إلا أن هذه هي المرة الأولى التي يحقق فيها الباحثون وتمكنوا من تحديدها ، وذلك بفضل التكنولوجيا شديدة الحساسية.
قام مؤلف الدراسة الرئيسي البروفيسور مايكيل راينشتادر وزملاؤه بالإبلاغ عن النتائج التي توصلوا إليها في ورقة دراسة نشرتها المجلة بيولوجيا اتصالات الطبيعة تم نشره اليوم. يعتقد الباحثون أن اكتشافهم يمكن أن يساعد العلماء على تصميم عقاقير أكثر فعالية لعلاج العدوى.
يقول البروفيسور راينشتادر: "هناك الكثير والكثير من البكتيريا ، والعديد من المضادات الحيوية ، ولكن من خلال اقتراح نموذج أساسي ينطبق على العديد منها ، يمكننا الحصول على فهم أفضل لكيفية التعامل مع المقاومة والتنبؤ بها بشكل أفضل".
الحاجة إلى فهم الميكانيكا الدقيقة
لفهم كيف يمكن للبكتيريا العنيدة أن تحافظ على المضادات الحيوية القوية في مكانها ، درس الباحثون بالتفصيل الآلية التي تسمح لأحد هذه الأدوية باختراق الغشاء البكتيري والقيام بعمله.
في هذه الدراسة ، لجأ الباحثون إلى polymyxin B ، وهو مضاد حيوي يستخدمه الأطباء في علاج التهاب السحايا والتهابات المسالك البولية والعينين والدم.
أوضح الباحثون أنهم اختاروا هذا الدواء المحدد لأنه كان المضاد الحيوي الوحيد الذي من شأنه أن يعمل ضد البكتيريا التي كانت مقاومة للأدوية. ومع ذلك ، قبل بضع سنوات ، وجد فريق من المتخصصين من الصين أن جينًا بكتيريًا واحدًا يمكن أن يجعل هذه الكائنات الدقيقة محصنة ضد البوليميكسين.
يقول المؤلف الأول Adree Khondker: "أردنا معرفة كيف كانت هذه البكتيريا ، على وجه التحديد ، توقف هذا الدواء في هذه الحالة بالذات" ، مضيفًا: "إذا استطعنا فهم ذلك ، فيمكننا تصميم مضادات حيوية أفضل."
استخدم الباحثون أدوات متخصصة وحساسة جعلت من الممكن تحليل الغشاء البكتيري. قدمت هذه الأدوات صورًا عالية الدقة للغاية تلتقط حتى الجزيئات الفردية بأبعاد تبلغ حوالي واحد في المليون من عرض خصلة شعر واحدة.
ويشير كونكر: "إذا أخذت الخلية البكتيرية وأضفت هذا الدواء ، فسوف تتشكل ثقوب في الجدار ، تعمل مثل مثقبة الثقب ، وتقتل الخلية". "ولكن ، كان هناك الكثير من الجدل حول كيفية تشكل هذه الثقوب في المقام الأول."
ماذا يحدث للبكتيريا المقاومة؟
تعمل الآلية التي يخترق بها المضاد الحيوي الغشاء البكتيري على النحو التالي: البكتيريا ، التي لها شحنة سالبة ، "تسحب" الدواء تلقائيًا ، والذي له شحنة موجبة.
ومع ذلك ، عندما يحدث ذلك ، يعمل الغشاء البكتيري كحاجز ضد المضاد الحيوي ، بهدف منعه من الوصول إلى باطن البكتيريا. في ظل الظروف العادية ، يكون هذا غير فعال لأن الغشاء رقيق بما يكفي لـ "ثقب" المضاد الحيوي فيه.
ومع ذلك ، في حالة البكتيريا المقاومة للأدوية ، كشفت أحدث تكنولوجيا للباحثين أن الغشاء يصبح أكثر صلابة ويصعب اختراقه. علاوة على ذلك ، تصبح الشحنة السالبة للبكتيريا أضعف ، مما يعني أنه من الصعب على المضاد الحيوي تحديد موقعه و "التمسك" به.
كما يصفه خوندكر ، "بالنسبة للعقار ، يشبه الانتقال من قطع جيلو إلى قطع الصخور".
يؤكد الباحثون أن هذه هي المرة الأولى التي يتمكن فيها فريق بحثي من تحديد هذه التغييرات بشكل مؤكد.
كان هناك الكثير من التكهنات حول هذه الآلية. ولكن ، لأول مرة ، يمكننا إثبات أن الغشاء أكثر صلابة ، وأن العملية تتباطأ ".
البروفيسور مايكيل راينشتادر
