طور علماء معاهد غلادستون في الولايات المتحدة تقنية جديدة تستهدف تعديل الفيروسات التي تهاجم البكتيريا بصورة فعالة ومبسطة. تهدف هذه التكنولوجيا إلى هندسة فيروسات جديدة تساعد في القضاء على بكتيريا معينة، ضمن جهود مواجهة مشكلة البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

البحث عن بديل للمضادات الحيوية

الـعاثيات، أو الفيروسات آكلة البكتيريا، تستهدف البكتيريا بشكل طبيعي وتدمرها. وعلى الرغم من وجود العديد من هذه الفيروسات، إلا أن استخدام العاثيات كعلاج لمكافحة أنواع معينة من البكتيريا لا يزال يواجه تحديات. لتحقيق العلاج بالعاثيات وتطبيقها على نطاق واسع لعلاج الأمراض البشرية، يحتاج العلماء إلى آليات لتعديلها وتحويلها إلى أدوات فعالة للقضاء على البكتيريا. هذه الطريقة قد تمثل بديلاً لعلاج العدوى البكتيرية التي أصبحت مقاومة للمضادات الحيوية التقليدية.

يذكر الدكتور سيث شيبمان، الباحث المساعد في غلادستون، والمشرف الرئيسي على دراسة نشرت في مجلة “نيتشر بيوتكنولوجي” في الخامس من سبتمبر، “إذا أردنا استخدام العاثيات لإنقاذ حياة المرضى الذين يعانون من العدوى المقاومة للعديد من الأدوية، نحتاج إلى أساليب لتصنيع واختبار مجموعة من نسخ العاثيات للحصول على الأنسب، وهذه التقنية الجديدة تمكننا من إدخال تعديلات متعددة على جينومات العاثيات بسرعة وبنجاح، مما يسهل علينا إنشاء نسخ عديدة.”

مصنع الحمض النووي

تعتمد الطريقة الجديدة على جزيئات تُسمى “الريترونات”، التي ناتجة عن أنظمة مناعة البكتيريا وتعمل كمصانع لإنتاج الحمض النووي داخل الخلايا البكتيرية. وقد تمكن فريق شيبمان من برمجة هذه الريترونات لإنتاج نسخ من التسلسلات المرغوبة من الحمض النووي. عندما تصيب العاثيات مستعمرات بكتيرية تحمل الريترونات، تدمج العاثيات التسلسل المنتج بواسطة الريترونات في جينوماتها.

سعى فريق شيبمان لاكتشاف طريقة معدلة لجينومات العاثيات بهدف إنشاء مجموعات كبيرة يمكن فحصها للاستخدام العلاجي، بالإضافة إلى التعرف على العوامل التي تجعل بعض العاثيات أكثر فعالية أو تخصصًا.

تقول كلوي فيشمان، الباحثة السابقة في معاهد غلادستون، “تقوم العاثيات بدور مهم في تشكيل المجتمعات الميكروبية بوصفها مفترسات طبيعية للبكتيريا. لذلك، من الضروري أن نملك أدوات لتعديل جينوماتها لدراستها بشكل أفضل وتوظيفها لصالحنا، مثل القضاء على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية”.

بدأ شيبمان وزملاؤه بتطوير ريترونات توفر تسلسلات حمض نووي مصممة خصيصًا لتعديل العاثيات، وهو نظام أطلقوا عليه اسم “ريكمبيتريون”. ثم قاموا بإدخال هذه الريترونات في مستعمرات بكتيرية، مما سمح للعاثيات بالإصابة بها. أثناء هذه العملية، اكتسبت العاثيات وأدمجت الحمض النووي الجديد من الريترونات، مما أدى إلى تعديل جينوماتها.

أظهر الفريق البحثي أن طول مدة إصابة العاثيات للمستعمرات البكتيرية التي تحتوي على الريترونات يزيد من عدد جينومات العاثيات التي تم تعديلها. كما استطاع الباحثون برمجة أنواع بكتيرية مختلفة داخل المستعمرة باستخدام ريترونات متباينة، مما أتاح للعاثيات الحصول على تعديلات متعددة.

يصرح شيبمان، مضيفًا لـ يوريك أليرت، “عندما تنتقل العاثيات من بكتيريا إلى أخرى، تكتسب تعديلات متنوعة. لقد كان من الصعب جدًا إجراء تعديلات متعددة في العاثيات بشكل سابق؛ لدرجة أن العلماء لم يقدموا على هذه الخطوة غالبًا. ومع ذلك، الآن يمكننا ببساطة إدخال العاثيات إلى هذه المستعمرات البكتيرية، والانطلاق بانتظار تراكم العاثيات المعدلة.”

عدو عدوك

على عكس المضادات الحيوية التي تهاجم العديد من أنواع البكتيريا، فإن العاثيات تستهدف أنواعًا معينة بالغالب. ومع ازدياد الإصابات البكتيرية المقاومة للمضادات الحيوية، المُقدرة بحوالي 2.8 مليون حالة سنويًا في الولايات المتحدة، بدأ الباحثون ينظرون إلى استخدام العاثيات كبديل لمكافحة هذه العدوى.

يشير شيبمان، الذي يعتبر أستاذًا مساعدًا في قسم الهندسة الحيوية، إلى أن “عدو عدوك هو صديقك. أعداؤنا هم هذه البكتيريا الممرضة، وأعداؤها هم العاثيات”.