بحر القطب الشمالي يتحول إلى كنز دفين محتمل للأدوية الجديدة

اكتشف العلماء مركبات جديدة في بكتيريا بحر القطب الشمالي يمكنها مكافحة الالتهابات المقاومة للمضادات الحيوية وتمهد الطريق للأدوية من الجيل التالي.

مشكلة مقاومة المضادات الحيوية والفرص الجديدة

تُعدّ المضادات الحيوية أساس الطب الحديث، وبدونها، سيكون علاج العدوى وإجراء العمليات الجراحية محفوفًا بالمخاطر. ومع ذلك، نواجه كل عام مشكلة متزايدة تتمثل في مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية، في حين أن وتيرة اكتشاف مضادات حيوية جديدة جذريًا تتأخر كثيرًا.

استكشاف الموائل الجديدة

هناك ما يدعو للأمل: 70% من جميع المضادات الحيوية المرخصة تأتي من البكتيريا الشعاعية التي تعيش في التربة، ولكن معظم بيئاتها على الأرض لم تُستكشف بعد. يُعد البحث عن مضادات حيوية جديدة بين البكتيريا الشعاعية في أماكن أخرى لم تُدرس جيدًا، مثل بحر القطب الشمالي، استراتيجية واعدة، خاصةً إذا أمكن العثور على جزيئات جديدة لا تقتل البكتيريا مباشرةً، بل تُقلل من ضراوتها (قدرتها على التسبب في المرض)، مما يُصعّب من تطور مقاومتها ويُقلل من احتمالية ظهور آثار جانبية.

تكشف طرق الفحص المتقدمة عن مركبات جديدة

في دراستنا، استخدمنا فحص الحساسية العالية (FAS-HCS) واختبارات انتقال تير لتحديد المركبات المضادة للفيروسات والبكتيريا من مستخلصات البكتيريا الشعاعية، كما تقول الدكتورة بايفي تاميلا، الأستاذة بجامعة هلسنكي، فنلندا، والمؤلفة الرئيسية للدراسة المنشورة في مجلة فرونتيرز إن ميكروبيولوجي. "وجدنا مركبين متميزين: فوسفوليبيد كبير يثبط ضراوة البكتيريا القولونية المعوية (EPEC) دون التأثير على نموها، ومركب يثبط نمو البكتيريا، وكلاهما من البكتيريا الشعاعية المعزولة من المحيط المتجمد الشمالي."

لتحليل الأدوية المرشحة، أجرى الفريق نظام فحص آليًا مصممًا للعمل مع مستخلصات ميكروبية معقدة. طوّر الباحثون مجموعة جديدة من الأساليب التي تتيح لهم اختبار التأثيرات المضادة للفيروسات والبكتيريا لمئات المركبات غير المعروفة في آنٍ واحد. واختاروا سلالة من EPEC كهدف، وهي سلالة تسبب إسهالًا شديدًا لدى الأطفال دون سن الخامسة، وخاصةً في البلدان النامية.

اكتشاف المركبات المضادة للفيروسات والبكتيريا

تم الحصول على المركبات المدروسة من أربعة أنواع من البكتيريا الشعاعية المعزولة من اللافقاريات التي جُمعت من بحر القطب الشمالي قبالة سفالبارد خلال رحلة استكشافية لسفينة الأبحاث النرويجية كرونبرينز هاكون في أغسطس 2020. بعد ذلك، زُرعت البكتيريا، واستُخرجت الخلايا، وفُصلت محتوياتها إلى أجزاء. واختُبر كل جزء في المختبر للتحقق من التصاق EPEC بخلايا سرطان القولون والمستقيم.

اكتشف الباحثون مركبين غير معروفين سابقًا لهما نشاط بيولوجي متميز: أحدهما من سلالة غير معروفة (T091-5) من جنس رودوكوكس، والآخر من سلالة غير معروفة (T160-2) من جنس كوكوريا. أظهر المركب من السلالة T091-5، والذي تم تحديده على أنه فوسفوليبيد كبير، تأثيرًا قويًا مضادًا للفيروسات من خلال تثبيط تكوين قاعدة الأكتين وارتباط EPEC بمستقبل Tir على سطح الخلية المضيفة. أظهر المركب من السلالة T160-2 خصائص مضادة للبكتيريا قوية، مما يثبط نمو بكتيريا EPEC.

نتائج واعدة والخطوات التالية

أظهر التحليل المُفصّل أن الفسفوليبيد من سلالة T091-5 لم يُثبِّط نمو البكتيريا، مما يجعله مُرشَّحًا واعدًا للعلاج المضاد للفيروسات، إذ يُقلِّل من احتمالية تطوُّر المقاومة. في الوقت نفسه، ثَبَّط المُركَّب من سلالة T160-2 نمو البكتيريا، وسيتمُّ دراسته بشكلٍ مُعمَّق كمضادٍّ حيويٍّ جديدٍ مُحتمل.

استُخدمت طرق HPLC-HR-MS2 لعزل هذه المركبات وتحديد هويتها. كان الوزن الجزيئي للفوسفوليبيد حوالي 700، وقد عطّل التفاعل بين EPEC وخلايا العائل. وأضاف تاميلا: "تشمل الخطوات التالية تحسين ظروف الزراعة لإنتاج المركبات وعزل كميات كافية من كل مركب لمزيد من توصيف بنيته ونشاطه البيولوجي".