مطابقة دقيقة للمضادات الحيوية وتقليل احتمالية تطوير مقاومة للأدوية - في دراسة جديدة أجراها التخنيون ومعهد مكابي للأبحاث والابتكار (KSM)
طور باحثون في التخنيون ومعهد مكابي للأبحاث والابتكار خوارزمية تساعد في اختيار المضادات الحيوية بدقة وتقلل بنسبة 70٪ تقريبًا من خطر تطور المقاومة البكتيرية للدواء. تم نشر البحث في مجلة Science المرموقة وتم إجراؤه تحت قيادة الدكتور ماثيو ستراسي والبروفيسور روي كيشوني من كلية الأحياء ومن مركز لوري لوكي متعدد التخصصات لعلوم الحياة والهندسةمع البروفيسور فيردا شالو والبروفيسور غابرييل خوديك والبروفيسور جاكوب كوينت من معهد مكابي للأبحاث والابتكار (KSM) بقيادة الدكتور تال باتلون.
العلاج بالمضادات الحيوية هو سلاح ذو حدين: فهو قد يحيد العدوى الموجودة، ولكنه يؤدي أيضًا إلى تعزيز مقاومة البكتيريا لهذا العلاج المحدد، وبالتالي تقليل فعالية العلاجات المستقبلية. ولذلك، فإن تخصيص المضادات الحيوية يمثل تحديًا طبيًا بالغ الأهمية، نظرًا لأن هذا التكيف لا يؤدي فقط إلى تحسين العلاج، وتجنب الأخطاء، وتقليل جرعة الدواء المطلوبة، بل يمكنه أيضًا كبح الظاهرة الخطيرة المتمثلة في زيادة عدد المضادات الحيوية.مقاومة المضادات الحيوية - عملية تقوم فيها البكتيريا بتطوير مناعة ضد الدواء.
ضبط الجرعة مع الإشارة إلى احتمالية المقاومة البكتيرية
إن المجتمعات العلمية والطبية تدرك بالطبع كل هذا، لكن التعديل الدقيق للدواء، مع الأخذ في الاعتبار احتمالية المقاومة البكتيرية، غالبًا ما يتم من قبل الطبيب دون الأدوات الحسابية المناسبة. الآن، في مقال مشترك لباحثي التخنيون ومعهد مكابي للأبحاث والابتكار، KSM (كان-سيغول-مكابي)، تم تقديم نهج مبتكر للتعديل المذكور.
في الدراسة المذكورة أعلاه، جمع الباحثون بين العديد من التقنيات المتقدمة بما في ذلك التعلم الحسابي، وتحليل الالتهابات والتسلسل الجينومي الكامل للعينات التي تم جمعها من المرضى قبل وبعد العلاج بالمضادات الحيوية. وتعتمد الدراسة على معلومات تم جمعها في "مكابي" على مدى أكثر من عقد - بين عامي 2007 و2019. وتتضمن بيانات من حوالي 235 ألف مريض، تم تشخيص إصابة معظمهم بالتهابات المسالك البولية والبقية بجروح مزمنة - وهي حالات تتميز بتكرار الإصابة بالتهابات المسالك البولية. الالتهابات التي يتم علاجها بالمضادات الحيوية. تم جمع معلومات تفصيلية لكل مريض عن تركيبة العدوى ومشتريات المضادات الحيوية والبيانات الديموغرافية (العمر والجنس وحالات الحمل)، فضلاً عن الأمراض الأخرى ذات الصلة.
ووجد الباحثون أن مقاومة المضادات الحيوية تنشأ، في معظم الحالات، ليس نتيجة لطفرة جديدة، بل نتيجة لعملية انتقال الجينات - نقل القطع الوراثية بين الكائنات الحية أو في عملية استبدال البكتيريا الملوثة ببكتيريا أخرى مقاومة للدواء. استخدام المضادات الحيوية يسرع هذه العمليات. واكتشف الباحثون أن هذه العملية تحدث أيضًا عندما يصف الطبيب للمريض مضادًا حيويًا مناسبًا على ما يبدو من حيث فعاليته في العدوى.
يقول البروفيسور كيشوني: "الآن، أصبحنا قادرين على التنبؤ بعملية اكتساب المقاومة بناءً على التاريخ الطبي لذلك المريض، خاصة عندما يتعلق الأمر بالالتهابات المتكررة؛ نحن نفترض أنه في المستقبل، فإن تحليل الميكروبيوم للمريض - فإن عدد البكتيريا في جسمه سيجعل من الممكن زيادة القدرة على التنبؤ. على عكس تطور الطفرات الجديدة، والذي يصعب للغاية التنبؤ به، في سياق النقل الجيني أو استبدال البكتيريا الملوثة، يمكن التنبؤ بالعملية بناءً على المعرفة السابقة - خاصة إذا اعتمدت على تحليل الكثير من المعلومات من خلال التعلم الحسابي، كما فعلنا في الدراسة."
وصفة طبية شخصية
في الواقع، يقدم فريق البحث خوارزمية توصي بوصفة طبية شخصية تتنبأ بالدواء الذي سيسرع تطور المقاومة وفشل العلاج. يؤدي استخدام هذه الأداة إلى تقليل خطر الإصابة بمقاومة المضادات الحيوية بحوالي 70%. وفقًا للدكتور ستريسي، "هذه هي الأداة التي نقدمها للأطباء - أداة ستسمح لهم بالاختيار، من بين مجموعة المضادات الحيوية الفعالة لعدوى معينة، تلك التي من غير المرجح أن تؤدي إلى تطور المقاومة. "
تم تمويل البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) (المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة)، والمؤسسة الوطنية للعلوم في إطار برنامج الطب الشخصي، وصندوق أبحاث إرنست وبوني بيوتلر للتميز في الطب الجينومي، والاتحاد الأوروبي (منحة ERC) )، وزمالة ويلكوم تراست، ومؤسسة دان وبيتي كان.
أجرى الدكتور ماثيو ستراسي، الذي قاد البحث مع البروفيسور كيشوني، البحث كجزء من إقامته في مختبر كيشوني كجزء من مرحلة ما بعد الدكتوراه في أكسفورد. ووفقا له: "كجزء من فوزي بمنحة Wellcome Trust، تم تشجيعي للذهاب لفترة في مختبر آخر، وبما أنني كنت على علم بأبحاث البروفيسور كيشوني في التخنيون، فقد توجهت إليه وأجاب بشكل إيجابي. لسوء الحظ، أجبرني الطاعون على مواصلة البحث من إنجلترا، ولكن لحسن الحظ تمكنت من القيام بمعظم العمل المعملي في التخنيون، وكان باقي العمل حاسوبيًا بشكل أساسي. آمل أن يؤدي البحث إلى دراسات ما قبل السريرية والسريرية التي ستسمح بتنفيذ النهج الذي طورناه في العيادة."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
