محاربة الالتهابات الفطرية بالمعادن

دراسة جديدة تشير إلى فاعليتها وسلامتها

أنجيلو فراي (الشرق الأوسط)
أنجيلو فراي (الشرق الأوسط)
TT

محاربة الالتهابات الفطرية بالمعادن

أنجيلو فراي (الشرق الأوسط)
أنجيلو فراي (الشرق الأوسط)

كل عام، يصاب أكثر من مليار شخص بعدوى فطرية. ورغم أنها غير ضارة لمعظم الناس، إلا أن أكثر من 1.5 مليون مريض يموتون كل عام نتيجة للعدوى من هذا النوع. وبينما يتم اكتشاف المزيد والمزيد من السلالات الفطرية المقاومة لواحد أو أكثر من الأدوية المتاحة، توقف تطوير عقاقير جديدة بشكل كبير في السنوات الأخيرة.
اليوم، هناك فقط حوالي اثنتي عشرة تجربة سريرية جارية مع عوامل نشطة جديدة لعلاج الالتهابات الفطرية، ولتشجيع تطوير العوامل المضادة للفطريات والبكتيريا، أسس الباحثون في جامعة كوينزلاند بأستراليا مبادرة اكتشاف الأدوية المضادة للميكروبات.
الهدف الطموح للمبادرة هو إيجاد عوامل نشطة جديدة مضادة للميكروبات من خلال إتاحة الفرصة للكيميائيين في جميع أنحاء العالم لاختبار أي مركب كيميائي ضد البكتيريا والفطريات دون أي تكلفة، وكان التركيز الأولي لهذه المبادرة على الجزيئات «العضوية»، التي تتكون أساساً من عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين، ولا تحتوي على أي معادن. لكن أنجيلو فراي من قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية والصيدلة في جامعة برن السويسرية، اتخذ توجهاً مختلفاً بالعمل على مركبات تحتوي على معادن، في محاولة لإزالة حالة عدم الارتياح عند الجمهور عندما يتعلق الأمر باستخدام المعادن.
وينتشر الرأي القائل بأن المعادن ضارة، وهذا صحيح جزئياً، لكن العامل الحاسم، كما يوضح فراي، المسؤول عن جميع المركبات المعدنية في قاعدة بيانات مبادرة اكتشاف الأدوية المضادة للميكروبات، هو «كيف تستخدم المعدن وفي أي شكل».
وفي الدراسة الجديدة المنشورة 23 سبتمبر (أيلول) الماضي بدورية الجمعية الكيميائية الأميركية (JACS Au)، وجه فراي وفريقه البحثي انتباه الباحثين إلى المركبات المعدنية التي أظهرت نشاطاً ضد الالتهابات الفطرية، وتم اختبار 21 مركباً معدنياً عالي النشاط ضد السلالات الفطرية المقاومة المختلفة، احتوت هذه على معادن الكوبالت والنيكل والروديوم والبلاديوم والفضة والأوروبيوم والإيريديوم والبلاتين والموليبدينوم والذهب.
يقول فراي في تقرير نشره الموقع الرسمي لجامعة برن، بالتزامن مع الدراسة، «أظهرت العديد من المركبات المعدنية نشاطاً جيداً ضد جميع السلالات الفطرية، وكانت أكثر نشاطاً بمقدار 30 ألف مرة ضد الفطريات، مقارنة بالخلايا البشرية».
ثم اختبر أكثر المركبات نشاطاً في كائن نموذجي، وهو يرقات عثة الشمع. ولاحظ الباحثون أن واحداً فقط من المركبات المعدنية الـ11 المختبرة أظهر علامات سمية، وفي الخطوة التالية، تم اختبار بعض المركبات المعدنية في نموذج عدوى، وكان أحد المركبات فعالاً في تقليل العدوى الفطرية في اليرقات.
والمركبات المعدنية ليست جديدة في عالم الطب، فعقار «سيسبلاتين» مثلاً، الذي يحتوي على البلاتين، هو أحد أكثر الأدوية المضادة للسرطان استخداماً، وعلى الرغم ذلك، لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل الموافقة على عقاقير جديدة مضادة للميكروبات تحتوي على معادن. يقول فراي، «نأمل أن يعمل عملنا على تحسين سمعة المعادن في التطبيقات الطبية، وتحفيز مجموعات البحث الأخرى على استكشاف هذا المجال غير المكتشف نسبياً».
ويضيف: «إذا استغللنا الإمكانات الكاملة للجدول الدوري، فقد نتمكن من علاج التغلب على السلالات الفطرية المقاومة للأدوية».


مقالات ذات صلة

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

علوم النموذج تم تطويره باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء ينتجون «نموذج جنين بشري» في المختبر

أنتجت مجموعة من العلماء هيكلاً يشبه إلى حد كبير الجنين البشري، وذلك في المختبر، دون استخدام حيوانات منوية أو بويضات.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم الهياكل الشبيهة بالأجنة البشرية تم إنشاؤها في المختبر باستخدام الخلايا الجذعية (أرشيف - رويترز)

علماء يطورون «نماذج أجنة بشرية» في المختبر

قال فريق من الباحثين في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة إنهم ابتكروا أول هياكل صناعية في العالم شبيهة بالأجنة البشرية باستخدام الخلايا الجذعية.

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

علماء يتمكنون من جمع حمض نووي بشري من الهواء والرمال والمياه

تمكنت مجموعة من العلماء من جمع وتحليل الحمض النووي البشري من الهواء في غرفة مزدحمة ومن آثار الأقدام على رمال الشواطئ ومياه المحيطات والأنهار.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
علوم صورة لنموذج يمثل إنسان «نياندرتال» معروضاً في «المتحف الوطني لعصور ما قبل التاريخ» بفرنسا (أ.ف.ب)

دراسة: شكل أنف البشر حالياً تأثر بجينات إنسان «نياندرتال»

أظهرت دراسة جديدة أن شكل أنف الإنسان الحديث قد يكون تأثر جزئياً بالجينات الموروثة من إنسان «نياندرتال».

«الشرق الأوسط» (لندن)
علوم دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

دراسة تطرح نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات

توصلت دراسة جديدة إلى نظرية جديدة بشأن كيفية نشأة القارات على كوكب الأرض مشيرة إلى أن نظرية «تبلور العقيق المعدني» الشهيرة تعتبر تفسيراً بعيد الاحتمال للغاية.

«الشرق الأوسط» (لندن)

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»
TT

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

نظام «كريسبر» جديد لإسكات الجينات بدلاً من «قصّها»

توصَّل باحثون في «مركز علوم الحياة بجامعة» فيلنيوس في ليتوانيا، إلى اكتشاف طريقة جديدة رائدة في مجال البحث الجيني تسمح بإسكات (أو إيقاف عمل) جينات معينة دون إجراء قطع دائم للحمض النووي (دي إن إيه).

وتُقدِّم الدراسة مساراً جديداً محتملاً لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً يشبه الضغط على زر «إيقاف مؤقت» على التعليمات الجينية داخل الخلايا.

آلية عمل نظام «كريسبر» الجديد

اكتشف فريق البروفسور باتريك باوش من معهد الشراكة لتقنيات تحرير الجينوم بمركز العلوم الحياتية في جامعة فيلنيوس بليتوانيا، بالتعاون مع خبراء دوليين في البحث المنشور في مجلة «Nature Communications» في 29 أكتوبر (تشرين الأول) 2024، نظاماً جديداً مختلفاً للتعديل الجيني.

وعلى عكس نظام «كريسبر كاس9 (CRISPR-Cas9)»، المعروف الذي اشتهر بقدرته على قطع الحمض النووي (DNA)، يعمل نظام «كريسبر» من النوع «آي في إيه» (IV-A CRISPR) بشكل مختلف، حيث يستخدم مركباً موجهاً بالحمض النووي الريبي لإسكات الجينات دون انشقاق خيوط الحمض النووي «دي إن إيه (DNA)».

كما يستخدم النظام الجديد مركباً مؤثراً يجنِّد إنزيماً يُعرف باسم «دين جي (DinG)». ويعمل هذا الإنزيم عن طريق التحرك على طول خيط الحمض النووي (DNA)، وتسهيل إسكات الجينات من خلال عملية غير جراحية.

تقنية «كريسبر-كاس9» للقص الجيني

هي أداة تعمل كمقص جزيئي لقص تسلسلات معينة من الحمض النووي (دي إن إيه). وتستخدم الحمض النووي الريبي الموجه للعثور على الحمض النووي المستهدف. و«كاس9» هو البروتين الذي يقوم بالقص، وهذا ما يسمح للعلماء بتعديل الجينات عن طريق إضافة أو إزالة أو تغيير أجزاء من الحمض النووي، وهو ما قد يساعد على علاج الأمراض الوراثية، وتعزيز الأبحاث.

** آفاق جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي

بروتينات وحلقات

يستخدم نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» بروتينين مهمين، هما «Cas8»، و«Cas5» للعثور على بقع محددة على الحمض النووي (DNA). ويبحث هذان البروتينان عن تسلسل قصير من الحمض النووي بجوار المنطقة المستهدفة التي تتطابق مع دليل الحمض النووي الريبي. وبمجرد العثور عليه يبدآن في فك الحمض النووي وإنشاء هياكل تسمى حلقات «آر (R)».

وحلقات «آر» هي الأماكن التي يلتصق فيها الحمض النووي الريبي بخيط واحد من الحمض النووي (DNA)، وتعمل بوصفها إشارةً للنظام لبدء إيقاف أو إسكات الجين.

وكما أوضح البروفسور باوش، فإن «آر» في حلقة «R» تعني الحمض النووي الريبي. وهذه الهياكل أساسية لأنها تخبر النظام متى وأين يبدأ العمل. ولكي تكون حلقات «آر» مستقرةً وفعالةً يجب أن يتطابق الحمض النووي، ودليل الحمض النووي الريبي بشكل صحيح.

وظيفة إنزيم «دين جي»

يساعد إنزيم «DinG» نظام «كريسبر» على العمل بشكل أفضل من خلال فك خيوط الحمض النووي (DNA). وهذا يجعل من الأسهل على النظام التأثير على قسم أكبر من هذا الحمض النووي، ما يجعل عملية إسكات الجينات أكثر فعالية وتستمر لفترة أطول.

وأشار البروفسور باوش إلى أنه نظراً لأن إنزيم «DinG» يمكنه تغيير كيفية التعبير عن الجينات دون قطع الحمض النووي، فقد يؤدي ذلك إلى تطوير أدوات وراثية أكثر أماناً في المستقبل.

تطبيقات محتملة لتخفيف تلف الحمض النووي

يحمل الاكتشاف إمكانات هائلة لتحرير الجينوم والبحث في المستقبل، إذ يمكن أن تخفف الطبيعة غير القاطعة لهذه الطريقة من المخاطر المرتبطة بتلف الحمض النووي( DNA). وهو مصدر قلق عند توظيف تقنيات تحرير الجينات الحالية.

ومن خلال تمكين تعديل الجينات دون إحداث تغييرات دائمة في الحمض النووي( DNA) يمكن أن يكون هذا النهج الجديد مفيداً بشكل خاص في التطبيقات السريرية مثل العلاج الجيني للاضطرابات الوراثية. كما أن القدرة الفريدة لهذا النظام على عبور الحمض النووي دون إجراء قطع، أمر مثير للاهتمام لتطبيقات تحرير الجينات المتقدمة.

الدقة والسلامة

ويعتقد فريق البحث بأن هذه الطريقة يمكن أن تزوِّد العلماء وخبراء التكنولوجيا الحيوية بأدوات أكثر دقة لدراسة وظائف الجينات وتصحيح التشوهات الجينية بطريقة خاضعة للرقابة.

ويمثل الاكتشاف تقدماً كبيراً في مجال البحث الجيني؛ حيث يفتح نظام «كريسبر» من النوع «IV-A» آفاقاً جديدة لتعديل الجينات بشكل أكثر أماناً وغير جراحي، ويمكن أن تحدث هذه الطريقة ثورةً في كيفية دراسة الأمراض الوراثية وعلاجها، مع التركيز على الدقة والسلامة.