تتطور البكتيريا المقاومة للأدوية إلى أسلحة أداة وراثية مضادة للميكروبات

تتطور البكتيريا المقاومة للأدوية إلى أسلحة أداة وراثية مضادة للميكروبات

سلالة من البكتيريا المقاومة للأدوية، تكيفت مع الأوضاع الصحية في السنوات الأخيرة لاستخدام أداة وراثية مضادة للميكروبات كسلاح، والقضاء على أبناء عمومتها واستبدالهم بالسلالة السائدة. توصل العلماء في كلية الطب بجامعة بيتسبرغ إلى هذا الاكتشاف أثناء تمشيط بيانات المستشفيات المحلية، ثم أكدوا أنها ظاهرة عالمية.

النتيجة التي نشرت اليوم فيعلم الأحياء الدقيقة الطبيعيقد يكون هذا حافزًا لأساليب جديدة لتطوير علاجات ضد بعض أكثر أنواع البكتيريا فتكًا في العالم. كما أنه يؤكد صحة الاستخدام الجديد لنظام تم تطويره في Pitt وUPMC والذي يجمع بين التسلسل الجيني وخوارزميات الكمبيوتر للكشف بسرعة عن تفشي الأمراض المعدية.

مختبرنا لديه مقعد في الصف الأمامي لاستعراض مسببات الأمراض التي تتحرك عبر بيئة المستشفى. وعندما أخذنا خطوة إلى الوراء وقمنا بالتصغير، أصبح من الواضح بسرعة أن تغييرات كبيرة كانت تجري على قدم وساق مع واحدة من أكثر البكتيريا صعوبة في العالم. "

داريا فان تاين، دكتوراه،،مؤلف كبير,أستاذ مشارك في الطب في قسم بيت للأمراض المعدية

يقوم نظام الكشف المتقدم للرعاية الصحية (EDS-HAS) بتحليل التوقيعات الجينية للعدوى لدى المرضى في المستشفى وأنماط FLAGS، مما يسمح للأطباء بالتدخل ووقف تفشي المرض المحتمل في الوقت الفعلي. لكن الكاتبة الرئيسية إيما ميلز، وهي طالبة دراسات عليا في علم الأحياء الدقيقة والمناعة في مختبر فان تاين، أدركت أن Eds-Hat كانت أيضًا كنزًا دفينًا من المعلومات التاريخية التفصيلية التي يمكن أن تخبرها عن تطور البكتيريا مع مرور الوقت.

ركزت المطاحن على مقاومة الفانكومايسينالمكورات المعوية البرازية(VREFM)، سمي بهذا الاسم لأنه لا يمكن القضاء عليه بالمضاد الحيوي الشهير فانكومايسين. يقتل Vrefm حوالي 40٪ من الأشخاص الذين يصيبهم، وهو وباء خاص يصيب المرضى الذين يعانون من ضعف المناعة والمرضى في المستشفيات.

بعد تحليل تسلسل الجينوم لـ 710 عينات من عدوى VREFM من مرضى المستشفى، وجد ميلز أن تنوع سلالات VREFM تراوح من حوالي ثمانية أنواع موزعة بالتساوي إلى حد ما إلى سلالتين سائدتين، في عام 2018، اعتبارًا من نهاية عام 2022، في أربع سنوات، في أربع سنوات، في أربع سنوات، في أربع سنوات.

بعد الفحص الدقيق، وجد ميلز أن السلالات السائدة اكتسبت القدرة على إنتاج البكتريوسين، وهو مضاد للميكروبات تستخدمه البكتيريا لقتل أو تثبيط بعضها البعض. كان لديهم هذه القدرة الجديدة على تدمير سلالات VREFM الأخرى بالأسلحة ووفرت لهم إمكانية الوصول غير المقيد إلى العناصر الغذائية لتسهيل التكاثر.

وقد أثار هذا الأمر فضول ميلز: إذا كان هذا يحدث في المستشفى المحلي، فهل كان يحدث في مكان آخر؟ ولم تبحث أي منشورات بحثية سابقة في إمكانية أن تكون هذه ظاهرة عالمية. ولذلك، فقد استشارت مكتبة متاحة للجمهور تضم أكثر من 15000 جينوم VREFM تم جمعها في جميع أنحاء العالم من عام 2002 إلى عام 2022. ومن المؤكد أن ما لاحظته محليًا كان يحدث أيضًا في جميع أنحاء العالم.

وقال ميلز: "كان هذا اكتشافاً غير متوقع على الإطلاق، لقد فوجئت برؤية مثل هذه الإشارة المثيرة". "بمجرد أن تكون هذه السلالات في بيئة مؤسسية مثل المستشفى ومطابقتها مع سلالات VRE الأخرى في أمعاء المريض، فإنها تتولى المسؤولية.

وقال فان تاين إن هذا الاكتشاف ليس له أي آثار سريرية فورية - فلا يبدو أن أجهزة VREFM التي تستخدم البكتريوسين تجعل المرضى أكثر مرضًا من أسلافهم. ومع ذلك، فإنه يمكن أن يشير إلى السبل الممكنة لتطوير علاجات جديدة.

قال فان تاين: "يبدو أن تنوع مجموعات VRE يتضاءل بين العديد من الأنواع المختلفة التي تسبب القليل من العدوى. وهذا يعني أنه قد يكون لدينا قريبًا هدف واحد فقط يمكن تصميم علاجات له مثل المضادات الحيوية أو العلاج بالعاثيات". "ويشير أيضًا إلى أن البكتيريا قوية جدًا وقد نكون قادرين على تسليحها لأغراضنا الخاصة."

ومن بين المؤلفين الإضافيين للدراسة كاثرين هيوليت، وألكسندر ب. سميث، دكتوراه، وجوزيف بي. زاكوار، دكتوراه، من مستشفى الأطفال في فيلادلفيا؛ وماريسا ب. غريفيث، لورا بليس، دكتوراه، ألكسندر ج. سوندرمان، دكتوراه، ولي إتش هاريسون، دكتوراه في الطب، من بيت.

تم تمويل هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة المنح R01AI165519، R01AI127472، وR35GM138369.

مصادر: