دراسة تظهر أن منع الخلايا من تبادل «حزم» الحمض النووي يمكن أن يوقف مقاومة البكتيريا

تعد المقاومة البكتيرية واحدة من أكبر التهديدات الصحية التي تلوح في الأفق للطب الحديث، لكن بحثًا جديدًا أجراه فريق من الباحثين عبر المحيط الأطلسي قدم فهمًا أفضل لكيفية انتشار هذه المقاومة – وكيفية إيقافها.

الجاني وراء مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية هو حزم من الحمض النووي تسمى البلازميدات، والتي تقع داخل الخلايا البكتيرية ولكنها تتكاثر بشكل منفصل عن الحمض النووي الكروموسومي الرئيسي للخلية. تحمل البلازميدات عددًا صغيرًا من الجينات التي يمكنها ترميز وظائف معينة، بما في ذلك مقاومة الأدوية المضادة للميكروبات.

تم اكتشاف العملية التي تنقل بها إحدى البكتيريا مادة وراثية إلى أخرى من خلال الاتصال المباشر، والتي تعرف باسم الاقتران، لأول مرة في الأربعينيات. لكن الآلية التي من خلالها تقوم خليتان بكتيريتان بعمل التعلق المطلوب للنقل الفعال للحمض النووي ظلت لغزا.

استخدم فريق بقيادة باحثي إمبريال كوليدج لندن بالتعاون مع باحثين في جامعة فيرجينيا المجهر الإلكتروني عالي الطاقة والذكاء الاصطناعي والمعلوماتية الحيوية لفهم كيفية عمل العملية في العديد من مسببات الأمراض البكتيرية الموجودة في البشر مثل السالمونيلا والإشريكية القولونية.

اكتشفوا أنه أثناء الاقتران، يعمل بروتين من البكتيريا المانحة كـ «plug» لربط نفسه بـ «socket» على الغشاء الخارجي للبكتيريا المتلقية. وفقًا للبحث الذي نُشر في 13 يونيو في مجلة Nature Microbiology، فإن البلازميدات التي تتم مشاركتها عن طريق الاقتران تعبر عن أحد المتغيرات الأربعة لبروتين «plug»، والتي يمكن أن يرتبط كل منها بـ «plug» معين.

مع ما يقدر بنحو 10 ملايين حالة وفاة في جميع أنحاء العالم يُتوقع أن تُعزى إلى الإصابة بالبكتيريا المقاومة بحلول عام 2050، هناك حاجة ملحة لإيجاد حل لمقاومة مضادات الميكروبات. وأشار الباحثون إلى أن فهم الأساس الجزيئي للاقتران البكتيري يمكن أن يمكّن العلماء من تطوير مناهج جديدة تبطئ انتشار مقاومة مضادات الميكروبات.

قال الباحث الرئيسي جاد فرانكل، من مركز MRC لعلم البكتيريا الجزيئية والعدوى في إمبريال كوليدج لندن، في بيان: «إن انتشار مقاومة مضادات الميكروبات مشكلة حادة تؤثر على صحة الإنسان على مستوى العالم، ونحن بحاجة ماسة إلى أدوات جديدة لمكافحتها».

وقال فرانكل: «إن فهم العملية التي تشارك بها البكتيريا قدراتها على التهرب من الأدوية المضادة للميكروبات، ومقاطعتها في النهاية، سيقطع شوطًا طويلاً للمساعدة في وقف انتشار المقاومة».

الاكتشاف الأخير هو مجرد البداية. سيواصل الفريق دراسة تفاعلات هذه «plugs» و «sockets»، بما في ذلك محركات تخصص البلازميد وكيف تحدث ديناميكيات الاقتران وتفضيلاته في مجتمعات الميكروبات المختلطة. هدفهم طويل المدى: «وضع الأسس لمناهج جديدة لمنع انتشار مقاومة المضادات الحيوية».