تعتمد البدائل على مزيج من الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية
اكتشف باحثون من التخنيون طريقة جديدة لإنتاج بدائل فعالة للمضادات الحيوية، تعتمد على مزيج من الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية. البكتيريا غير قادرة على تطوير مقاومة ضد هذه البدائل، وبالتالي فهي ميزة كبيرة.
اكتشف البروفيسور عمرام مور وطلاب فريقه البحثي كيرين مارينكا وشاهار روتيم من كلية التكنولوجيا الحيوية وهندسة الأغذية طريقة للحفاظ على الببتيدات في الجسم، وهي بروتينات صغيرة موجودة في كل كائن حي وتشكل جزءًا من جهاز المناعة البشري. . وهي تستمر لفترة قصيرة فقط في الجسم، وتستمر عادةً لمدة تصل إلى بضع دقائق. إن نجاح باحثي التخنيون في تثبيتها وإبقائها في الجسم لساعات بفضل تركيبتها الفريدة، يجعلها دواءً فعالاً.
يوضح البروفيسور مور: "لقد وجدنا طريقة لتقصير الجزيء الطبيعي وبالتالي تقليل إنتاجه، وفي الوقت نفسه - لتحسينه بحيث يحارب البكتيريا والآفات بنجاح". "بمساعدة البروفيسور أوري كوغان والدكتورة إيرينا فورتنيا من أعضاء هيئة التدريس لدينا، أضفنا حمضًا دهنيًا إلى الجزيء القصير، وتحسن النشاط بشكل أكبر. يمكننا أيضًا تحديد البكتيريا التي نريد مهاجمتها بمساعدة الببتيدات."
في مقال نُشر مؤخرًا في المجلة العلمية المرموقة الكيمياء والبيولوجيا، أظهر باحثو التخنيون كيف أنهم، بمساعدة الأحماض الدهنية، يجعلون الببتيد نشطًا بشكل خاص ضد بكتيريا "الزائفة"، التي تسبب عادةً أمراض الرئة. من المهم أن يعمل الببتيد بشكل خاص ضد البكتيريا، حتى لا يؤذي خلايا الجسم السليمة أو حتى البكتيريا المجاورة التي تنتمي إلى البكتيريا الطبيعية أثناء العلاج. وكانت نتيجة البحث عبارة عن مادة تشبه الببتيد، والتي نجحت في تحطيم البكتيريا المسببة للأمراض (بكتيريا مسببة للأمراض).
"إن الأمر، في الواقع، يتعلق ببناء انتقائية محددة ضد البكتيريا المسببة للأمراض التقليدية، وزيادة فعالية العلاج مع تقليل السمية والآثار الجانبية بشكل كبير"، يوضح باحثو التخنيون.
يقوم البروفيسور مور بالبحث عن الببتيدات منذ حوالي عشرين عامًا. قام خلال بحثه بعزل مجموعة من الببتيدات، والتي تم أخذها من الضفادع القردية (الضفادع التي تعيش على الأشجار). اختبر فعالية الببتيدات ضد مواد المضادات الحيوية، ووجد أن فعالية الببتيدات لم تنخفض على الإطلاق مع مرور الوقت، في حين أن فعالية المضادات الحيوية انخفضت لأن البكتيريا قادرة على تطوير مقاومة ضد المضادات الحيوية. وبين أنه من أجل الحفاظ على فعالية المادة المضادة للمضادات الحيوية، يجب زيادة جرعتها مائة مرة عن الجرعة الأصلية، بينما من أجل الحفاظ على فعالية المادة الشبيهة بالببتيد لا داعي لزيادة جرعتها.
إنضم للقوات
طور علماء معهد وايزمان طريقة لإنتاج أدوية فعالة ضد البكتيريا والفطريات المقاومة للمضادات الحيوية
تعتبر البكتيريا والفطريات التي طورت مقاومة ضد المضادات الحيوية المختلفة من أبرز التهديدات التي تهدد صحة الإنسان في القرن الحالي. وقد طورت مؤخرا مجموعة من العلماء من معهد وايزمان للعلوم، بقيادة البروفيسور يهيل شاي من قسم الكيمياء البيولوجية، طريقة مبتكرة وقوية للتعامل مع هذا التهديد. وتعتمد الطريقة الجديدة التي طورها العلماء على مزيج من نوعين من الأسلحة القادرة على إيذاء البكتيريا والفطريات وتجعل من الصعب عليها تطوير المقاومة ضدها.
تهاجم أدوية المضادات الحيوية العادية المكونات المختلفة التي تقوم بأعمال حيوية داخل الخلية البكتيرية أو الفطرية. وبذلك فهي تضر بأسباب الأمراض ولكنها لا تسبب لها أضرارا ميكانيكية. ونتيجة لذلك، تتمكن البكتيريا والفطريات المتضررة من نقل معلومات إلى أجيالها المستقبلية حول الدواء الذي أضر بها، مما يسمح لها بتطوير قدرة دفاعية أفضل، والتي تصل أحيانًا إلى تطوير مقاومة ضد الدواء.
وتستند الفكرة إلى دراسات تظهر أن الكائنات الحية المختلفة لديها أسلحة تسمح لها بالتعامل مع التهديد الميكروبي. وهما نوعان من الأسلحة التي تعمل على تدمير غشاء البكتيريا أو الفطريات وبالتالي تدمير العدو بسرعة لا تسمح له بالتعرف على خصائص السلاح، بحيث لا يتمكن من نقل المعلومات إلى الأجيال القادمة، مما يمنع تطوره المقاومة ضد هذا السلاح. والمشكلة هي أن معظم هذه الأسلحة معقدة في بنيتها، وتعمل على سلالات محدودة من البكتيريا أو الفطريات، ويصعب تسخيرها للاستخدام الطبي. وطوّر علماء المعهد، البروفيسور يهيل شاي وطالبا البحث إريك ماكوفيتسكي ودوريت أبراهام، طريقة للجمع بين هذين النوعين من الأسلحة وإنشاء سلاح مشترك قد يكون بمثابة أساس لتطوير أدوية ضد البكتيريا والفطريات المقاومة. إلى المضادات الحيوية. وقد نشرت نتائج أبحاثهم مؤخرا في المجلة العلمية "سجلات الأكاديمية الأمريكية للعلوم" - PNAS.
أحد أنواع الأسلحة هو الببتيدات المضادة للميكروبات (AMP)، وهي مصنوعة من الأحماض الأمينية التي تمنحها شحنة كهربائية موجبة. تتيح لهم هذه الميزة الالتصاق مثل المغناطيس بأغشية البكتيريا التي تحمل شحنة كهربائية سلبية. نوع آخر من الأسلحة هو الببتيدات الدهنية المبنية من الأحماض الدهنية والأحماض الأمينية التي تمنحها شحنة كهربائية سلبية، مما يسمح لها بالعمل بشكل عام ضد الفطريات. في الواقع، الخاصية التي تسمح للببتيدات الدهنية بالعمل بفعالية ضد الفطريات هي حقيقة أنها كارهة للماء - "تكره الماء".
نجح البروفيسور شي وطلابه في تقليد الطبيعة وتصميم الببتيدات الدهنية الاصطناعية التي تتميز بخاصيتين رئيسيتين - الشحنة الكهربائية الإيجابية، والكارهة للماء المستمدة من الأحماض الدهنية المختلفة. في الواقع، لقد ابتكروا عددًا من الأسلحة المركبة، بعضها يعمل ضد البكتيريا والفطريات معًا، وبعضها موجه ضد الفطريات فقط أو ضد البكتيريا فقط. على أية حال، هذه أسلحة قوية جدًا وقادرة على تدمير سلالات مختلفة من عوامل المرض.
البروفيسور شاي: "لقد فوجئنا عندما وجدنا أن هذه الببتيدات الصغيرة فعالة بنفس القدر، وأحيانًا أكثر من الببتيدات الطبيعية. لا يزال من الضروري معرفة كيفية تحقيق هذه الكفاءة بالضبط. وهذا البحث، الذي بدأ كبحث أساسي، قد يؤدي في المستقبل إلى تطوير العديد من التطبيقات. حقيقة أن الببتيد قصير جدًا يجعله جذابًا بشكل خاص لصناعة الأدوية، حيث أن إنتاجه أسهل وأرخص. حقيقة أنه يسبب أضرارًا ميكانيكية للبكتيريا والفطريات تجعل من الصعب عليهم تطوير المقاومة ضده. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميمه بحيث يعمل ضد مجموعة واسعة من البكتيريا والفطريات."
تحتوي هذه الببتيدات الاصطناعية الجديدة على أربعة أحماض أمينية فقط (الببتيدات الطبيعية المضادة للبكتيريا تحتوي على 12-50 جزيء من الأحماض الأمينية)، ومع ذلك فهي فعالة بنفس القدر، وغالبًا ما تكون أكثر من الببتيدات الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، فهي أسهل وأرخص في الإنتاج، ويمكن تصميمها للعمل ضد مجموعة واسعة من البكتيريا والفطريات. في هذه المرحلة، تتميز العديد من الببتيدات الدهنية بانخفاض سميتها لخلايا الثدييات، مما لا يسمح باستخدامها لإنتاج أدوية جديدة. ولذلك فإن التحدي التالي الذي يواجه العلماء هو الحاجة إلى تصميمها بحيث تكون آمنة للاستخدام على البشر. يبدو أن هذا التصميم سيكون ممكنًا، لأنه أثناء عملية إنشاء الببتيدات الدهنية الاصطناعية، تمكن العلماء بالفعل من تغيير بعض خصائصها، وفقًا لإرادتهم.
