حصل عالم أمراض الديدان الخيطية بجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد على جائزة المعاهد الوطنية للصحة لدراسة التفاعلات بين الطفيليات والمضيف

حصل عالم أمراض الديدان الخيطية بجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد على جائزة المعاهد الوطنية للصحة لدراسة التفاعلات بين الطفيليات والمضيف

لدراسة كيفية تطور الطفيليات لاختراق دفاعات مضيفيها، منحت المعاهد الوطنية للصحة، عالم أمراض الديدان الخيطية بجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد، سايمون "نيلز" جروين، جائزة الباحث المتميز بقيمة 1.9 مليون دولار.

تصيب طفيليات الدودة المستديرة الأشخاص والماشية والمحاصيل. إن الفهم العميق لسبب قدرة بعض الديدان على التهرب من الحماية المناعية للمضيف يمكن أن يساعد في منع قنبلة موقوتة: انخفاض فعالية المبيدات الحشرية والمضادات الحيوية ضد العدوى.

إن مقاومة البكتيريا والفطريات والطفيليات للأدوية والمبيدات الحشرية تجعل من الصعب، بل ومن المستحيل في بعض الأحيان، علاج حالات العدوى الشائعة مثل الالتهاب الرئوي والسل لدى البشر، فضلاً عن تفشي الآفات في المحاصيل. وتحذر السلطات الصحية الدولية من أنه بدون اتخاذ إجراءات عاجلة، فإننا نتجه نحو مستقبل يمكن أن تكون فيه الإصابات الطفيفة والالتهابات قاتلة. كما سيواجه الإنتاج النباتي والحيواني عقبات متزايدة.

عندما تصيب الديدان المستديرة البشر أو الحيوانات أو النباتات، فإنها تبدأ في حقن البروتينات من لعابها إلى الخلايا المضيفة لقمع الاستجابة المناعية. هذه العمليات متشابهة تمامًا بين المضيفين، مما يسمح لنا بدراسة سباقات التسلح التطورية المشتركة بين النباتات والديدان الطفيلية واستخلاص استنتاجات حول تطور العدوى الدودية لدى البشر.

سيمون "نيلز" جروين، عالم أمراض الديدان الخيطية في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد

وعلى مدى السنوات الخمس المقبلة، سوف يستخدم جروين الأموال لإجراء دراسة في جزأين. سيقوم الجزء الأول من المشروع بدراسة المئات من نباتات الطماطم والأرز، سواء تلك المزروعة في المزارع أو تلك التي تنمو في البرية. هذه ليست نباتات يتم تربيتها بشكل مصطنع لتحقيق المناعة. ومع ذلك، يفترض جروين أن العديد منهم قد طوروا دفاعات ضد الديدان المستديرة المعدية، والمعروفة أيضًا باسم الديدان الخيطية.

وقال جروين: "هذه النباتات هي مختبر طبيعي يمكننا من خلاله ربط جيناتها والخصائص الكيميائية لجذورها بمقاومتها للعدوى بالديدان".

وقال جروين: "سوف نتعرف على الآليات الجزيئية التي تدافع بها النباتات عن نفسها. ويشمل ذلك إنتاج المواد الكيميائية الدفاعية، والتي يمكن استخدام بعضها كأدوية جديدة أو مضادات حيوية في البشر والماشية". "يمكننا بعد ذلك مشاركة هذه المعلومات مع الباحثين في مجال الطب الحيوي ومربي النباتات."

وسيساعد هذا الجانب من المشروع أيضًا على زيادة الأمن الغذائي، خاصة في أجزاء من أفريقيا وآسيا حيث تمثل الديدان الخيطية مشكلة للمزارعين. لقد تم إجراء الكثير من الأبحاث على الآفات الحشرية الموجودة فوق سطح الأرض، ولكن تم إجراء أبحاث أقل تحت الأرض، حيث تؤثر عدوى الديدان الخيطية على المحاصيل ذات الأهمية الاقتصادية.

وقال جروين: "إن الديدان الخيطية هي التهديد الأكثر تدميراً لفول الصويا. وفي الأرز والطماطم، يمكن أن تسبب الديدان الخيطية خسائر في المحصول تصل إلى 20٪. وهذا يعني أن الكثير من الناس يعيشون بدون طعام".

وفي الجزء الثاني من المشروع، سيتناول فريق البحث الجانب الخيطي من المعادلة. "كيف تتطور لكسر مقاومة النباتات؟" سأل جروين.

يوجد في الطماطم جين Mi-1، الذي يراقب داخل الخلايا النباتية بحثًا عن الهجمات القادمة. وبطريقة لم يتم فهمها بشكل كامل بعد، يستشعر هذا الجين شيئًا ما بشأن الإصابة بالديدان الخيطية الوشيكة، مما يؤدي إلى استجابة مناعية فعالة.

تم اكتشاف Mi-1 في الطماطم البرية في الأربعينيات من القرن العشرين، ومنذ ذلك الحين تم تربيتها في مصانع معالجة الطماطم في كاليفورنيا لإبعاد الديدان الخيطية. وأوضح جروين أن نظام التكاثر هذا يُخضع نيماتودا تعقد الجذور لضغوط الانتقاء الطبيعي الهائلة للتغلب على المقاومة التي يمنحها الجين.

لكن المزيد والمزيد من المزارعين يجدون الديدان الخيطية في محاصيل الطماطم التي يفترض أنها مقاومة. وقال جروين: "لا نفهم كيف كسروا المقاومة. هل هناك طريقة واحدة أو طرق متعددة تمكنوا من القيام بذلك؟ سنحاول معرفة عدد الطرق المتاحة لسلخ قطة من منظور الديدان الخيطية".

بفضل المتخصصين في جامعة كاليفورنيا، سيتمكن فريق جروين من مقارنة جينات الديدان التي تم جمعها قبل أن تصبح المقاومة أكثر شيوعًا، وكذلك جينات الديدان التي تمكنت من التغلب على الحواجز المناعية للنبات.

إحدى الفرضيات هي أنه عندما تخترق الديدان الخيطية النبات، فإنها تستخدم لعابها لحقن بروتينات لها أهداف مختلفة في الخلية المضيفة. عندما يواجه Mi-1، الذي يطفو في الخلية، أحد بروتينات الديدان الخيطية، فإنه يؤدي إلى استجابة مناعية تقتل الدودة. ومع ذلك، عندما تتوقف الدودة عن حقن هذا البروتين، لا تعلم Mi-1 أن الغازي قد وصل.

هناك بروتينات مستقبلة مثل Mi-1 تطورت بشكل مشابه في البشر وتراقب الخلايا بحثًا عن الهجمات الواردة، بالإضافة إلى العمليات الجزيئية الإضافية التي تشبه بعضها البعض في البشر والنباتات. ومع ذلك، من منظور أخلاقي ولوجستي عند دراسة العدوى البشرية، فمن المنطقي أن نبدأ هذا البحث مع النباتات والديدان الخيطية.

وقال جروين: "إن الديدان مجرد نظام نموذجي لدراسة القضاء على المقاومة. ولكن لا يزال بإمكانها مساعدتنا في إيجاد حلول جديدة لمقاومة المبيدات الحشرية والمضادات الحيوية".

مصادر: