استهداف الغلاف الخارجي للبكتيريا: آلية جديدة للتغلب على البكتيريا المقاومة للصادات الحيوية

في الوقت الذي تنهمك البشرية في محاربة فيروس الكورونا، لابد ألا ننسى أن المعركة ضد البكتيريا المقاومة للصادات الحيوية مازالت مستمرة. فقد نجح العلماء في الجامعة الكاثوليكية في لوفان في بلجيكا في التقاط صور فريدة للبروتينات المجندة لمساعدة البكتيريا على مقاومة الأدوية، وقد تم نشر هذا الاكتشاف في مجلة Nature Chemical Biology. وسوف تسمح لنا سجلات الصور بتطوير هجمات جديدة على البكتيريا، وبالتالي إنتاج صادات حيوية أكثر فعالية.

تعد مقاومة البكتيريا للصادات الحيوية مشكلة صحية كبرى، فتكتسب البكتيريا آليات دفاعية جديدة لمواجهة عمل الأدوية بشكل دائم. ولسنوات عديدة كان فريق البروفيسور جان فرانسوا كوليت في معهد الأبحاث الحيوية الطبية في معهد دو دوف التابع للجامعة الكاثوليكية في لوفان، مهتمًا بهذا الموضوع، وخاصة بالبكتيريا سلبية الغرام Gram-negative التي يحيط بها غلافان خلويان. ولكي تنجو البكتيريا يجب عليها أن تنجح في بناء الغلافين الخلويين المحيطين بالخلية، وبمجرد تركيبهما يستطيعان حماية الخلية البكتيرية من هجمات الجزيئات السامة لها، بما في ذلك بعض المضادات الحيوية. أما إذا تضرر أحد الغلافين تموت البكتيريا.

يبين المخطط الغلافين الخلويين الداخلي والخارجي المحيطين بالخلية البكتيرية سلبية الغرام Gram-negative bacteria كما يبين تجمعات بروتينية تعرف بآلات تجميع براميل بيتا β-barrel assembly machinery واختصارا BAM

هناك نوع بروتينات مهم يشكل أبراج حراسة في الغلاف الخلوي الخارجي للبكتيريا تسمى بآلات تجميع براميل بيتا β-barrel assembly machinery واختصارا BAM وهي أماكن أساسية لمراقبة وصيانة التحصينات الخلوية وحمايتها. لذلك جعلت العديد من الأبحاث والاكتشافات هذه الآلات هدفًا رئيسيًا لتطوير المضادات الحيوية الجديدة لاستهدافها مباشرة والقضاء على الخلية البكتيرية. ومع ذلك، فعلى الرغم من العمل المكثف للعديد من المخابر الجامعية وشركات الأدوية، فإن طريقة عمل آليات الدفاع هذه لا تزال غير مفهومة بشكل كاف، مما يعوق تطوير استراتيجيات جديدة لمضادات الجراثيم.

لقد ضبط علماء من الجامعة الكاثوليكية في لوفان آليات الدفاع BAM متلبسة. حيث تعتبر أبراج الحراسة في هذه التجمعات البروتينية نقاط عبور إجبارية لجميع البروتينات المجندة التي تقف لحراسة الأسوار، وكذلك لبعض البروتينات المجندة التي تغادر هذه التحصينات البكتيرية لحراسة المناطق المحيطة كالإنزيمات المفككة للصادات الحيوية. لقد حقق الباحثون ميزة الحصول على صورة فورية ثلاثية الأبعاد لهذه التجمعات البروتينية، مما يجعل مراقبة هذه الآليات الدفاعية ممكنا أثناء عملية تصدير أحد البروتينات المجندة مثل RcsF ليبوبروتين الغلاف الخارجي Outer membrane lipoprotein.

يقدم البحث منظورًا جديدًا غير مسبوق، كما يوفر معلومات ثمينة عن آلية البكتيريا الدفاعية، ويقدم زاوية جديدة للهجوم والسيطرة على أبراج مراقبة لديها أثناء العلاج بالمضادات الحيوية. وبهذا يساهم اكتشاف الباحثين في الجهد العالمي الموجه للاستجابة إلى مشكلة المقاومة البكتيرية المتزايدة.

المصادر: 1 - 2 - 3