طور الباحثون مضادًا حيويًا محفزًا - يسبب قطع وانشطار الأهداف في البكتيريا - ويؤدي إلى موتها.
تعد الزيادة في عدد سلالات البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية مشكلة طبية عالمية تزيد من تعقيد علاج الأمراض المعدية والمهددة للحياة. ويموت آلاف الأشخاص في إسرائيل كل عام نتيجة الإصابة بهذه البكتيريا المقاومة. أحد مصادر المشكلة هو الإفراط في استخدام المضادات الحيوية في العقود الأخيرة وصعوبة تطوير أنواع جديدة من أدوية المضادات الحيوية.
تطور البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية بسبب التعرض المتكرر لها ومن خلال زراعة ونقل جزء الحمض النووي المسؤول عن المقاومة. يمكن أن تنتقل مقاومة المضادات الحيوية أيضًا بين البكتيريا من خلال النقل الجيني الأفقي - حيث تكتسب جينات من البيئة أو من كائنات حية أخرى؛ إنهم يتلقون قطعة من الحمض النووي الأجنبي يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى مئات الجينات التي لم يمتلكوها من قبل، وبالتالي يكتسبون مجموعة متنوعة من السمات الجديدة، بما في ذلك المقاومة والعنف والتسبب في الأمراض.
ما هو السؤال؟ كيف يمكنك قتل البكتيريا بشكل أسرع ومحاولة تقليل مقاومتها للمضادات الحيوية؟
البروفيسور تيمور بازوف من التخنيون هو كيميائي وعالم كيمياء حيوية يستخدم الكيمياء العضوية الاصطناعية (بناء جزيئات عضوية جديدة) لحل المشاكل البيولوجية، بما في ذلك مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية. في الماضي، قام بتطوير مضادات حيوية جديدة تعتمد على السكريات التي ترتبط بموقع مستهدف في الريبوسوم، وهو مصنع البروتين في الخلية البكتيرية، مما يؤدي إلى إتلاف إنتاج البروتين وتدمير البكتيريا وموتها. كما قام بتطوير مركبات تعتمد على السكر لإصلاح الجينات التالفة (الطفرات) التي تسبب الأمراض الوراثية مثل التليف الكيسي وأنواع مختلفة من السرطان. يتم حاليًا اختبار طرق العلاج هذه في الأبحاث السريرية.
قام العلماء بربط مادة مضادة حيوية شائعة كيميائيًا بجزيء عضوي محفز يحفز ويسبب قطع الرابطة الكيميائية في المادة الوراثية للبكتيريا، ثم يكرر نفس الإجراء عدة مرات. وهذا يؤدي إلى الموت السريع للبكتيريا.
وكان الهدف من أحدث الأبحاث التي أجراها البروفيسور بازوف وفريقه، والتي فازت بمنحة من مؤسسة العلوم الوطنية، هو تحسين آلية عمل أدوية المضادات الحيوية الموجودة لحل مشكلة مقاومة البكتيريا وتجعل من الصعب عليها تطوير أدوية جديدة. مقاومة. ولتحقيق هذه الغاية، قاموا بدمج (تصنيع) كيميائيًا مضادًا حيويًا من نوع سيبروفلوكساسين، والذي يستخدم على نطاق واسع ولديه مشكلة مقاومة معروفة، وجزيء عضوي محفز. هذا الجزيء، DNase، يحفز ويسبب قطع الرابطة الكيميائية بين الوحدات البنائية للحمض النووي للبكتيريا؛ ومن ثم لا يتغير، ويكرر نفس الإجراء عدة مرات. وهذا يؤدي إلى الموت السريع للبكتيريا. آلية عمل المضاد الحيوي التحفيزي: جزيء يؤدي إلى الهدف في البكتيريا (المثلث الأصفر) يرتبط به الجزيء الذي يقطع رابطة كيميائية في موقع الهدف (القنبلة الحمراء)
"ترتبط أدوية المضادات الحيوية التقليدية بالهدف في البكتيريا بشكل لا رجعة فيه (الرابطة التساهمية)، أو في رابطة عكسية تتضمن تفاعلات قوية بين جزيء الدواء والجزيء المستهدف. يتطلب كلا النوعين من الارتباطات جزيءًا دوائيًا واحدًا على الأقل وجزيءًا مستهدفًا واحدًا على الأقل. لكن في المضادات الحيوية التحفيزية، التي نطورها في مختبرنا، يمكن لجزيء واحد أن يرتبط بالعديد من الجزيئات المستهدفة، واحدة تلو الأخرى، ويشل حركتها. بهذه الطريقة، في الواقع، نقوم بتحويل المضادات الحيوية التقليدية إلى نوع جديد من المضادات الحيوية المحفزة"، يوضح البروفيسور بازوف.
كجزء من بحثهم، قام البروفيسور بازوف وفريقه بحقن السيبروفلوكساسين التحفيزي في الخلايا البكتيرية من مختلف الأنواع، وأجروا اختبارات بيولوجية وكيميائية حيوية لفحص فعاليته المضادة للبكتيريا، ووجدوا أنه يقطع بالفعل جزيئات الحمض النووي للبكتيريا وبالتالي يزيد من معدل التخلص منها. مقارنة بالمضادات الحيوية العادية. في المستقبل، يعتزم الباحثون مواصلة تحسين آلية المضادات الحيوية التحفيزية واختبار كيف يمكن أن تبطئ مقاومة البكتيريا أو تمنعها.
لقد أنشأنا آلية عمل مختلفة وأكثر فعالية للمضادات الحيوية الموجودة، ولكننا بحاجة إلى فحص مساهمتها في مشكلة المقاومة على مر السنين.
"لقد أنشأنا آلية عمل مختلفة وأكثر فعالية للمضادات الحيوية الموجودة، ولكننا بحاجة إلى دراسة مساهمتها في مشكلة المقاومة على مر السنين. إن عملية قطع الجزيء المحفز تسبب الموت السريع للبكتيريا، لذا فإن فرضيتنا هي أن المعلومات الوراثية التي تسبب المقاومة ليست كافية للانتقال من جيل إلى جيل. ويختتم البروفيسور بازوف حديثه قائلاً: "نأمل في تحسين المضادات الحيوية الموجودة وبالتالي تطوير مضادات حيوية جديدة من شأنها أن تحارب مشكلة المقاومة بشكل أفضل".
الحياة نفسها:
تيمور بازوف
البروفيسور تيمور بازوف، 68 عاماً، متزوج وله ولدان وحفيدان، هاجر من جورجيا عام 1974 ويعيش حالياً في حيفا. مصدر فخره الرئيسي هو طلابه السابقون ("الأكاديميون الرائدون والصناعة في إسرائيل والعالم"). في أوقات فراغه يحب زراعة حديقته.
