قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطوير الببتيدات الاصطناعية المقاومة التي سيتم استخدامها في علاجات مبتكرة للأمراض المعدية
فك باحثو التخنيون البنية الذرية للببتيد المضاد للبكتيريا المهم في جهاز المناعة البشري واكتشفوا أنه يشكل أليافًا ذات بنية خاصة. وفي تقديرهم، قد تؤدي النتائج إلى إنشاء جزيئات اصطناعية مماثلة سيتم استخدامها للعلاج المستهدف للعدوى وحتى الخلايا السرطانية. وقد نشر هذا الاكتشاف أمس في مجلة Nature Communications.
الببتيد عبارة عن سلسلة قصيرة من الأحماض الأمينية. على عكس البروتينات، التي تحتوي عادة على عدة مئات من الأحماض الأمينية، تحتوي الببتيدات على العشرات من هذه الأحماض على الأكثر. إحدى المجموعات المهمة من الببتيدات هي مجموعة الببتيدات المضادة للميكروبات (AMPs)، وهي موضوع الدراسة الحالية. وتلعب هذه المجموعة دوراً هاماً في جهاز المناعة الفطري وتساعده على التعامل مع الالتهابات البكتيرية المختلفة.
ركز باحثو التخنيون، البروفيسور ميتال لانداو وطالب الدكتوراه يتسحاق إنغلبرغ من كلية الأحياء، في الدراسة الحالية على مشتق نشط من الببتيد المضاد للميكروبات LL-37(17-29) الموجود في جسم الإنسان ويساعده. محاربة البكتيريا المختلفة. وفي دراسة أجريت في التخنيون ومسرعات الجسيمات في أوروبا، اكتشف الاثنان أن إحدى الوسائل التي يستخدمها هذا الببتيد في قتل البكتيريا هي ألياف بروتينية فريدة تتمتع بثبات كبير ومقاومة عالية للحرارة. ورسم الباحثون خريطة لشكل التجميع الذاتي للألياف - وهي بنية طويلة تشبه الشريط تظهر ثباتًا كبيرًا في الظروف المعادية والالتصاق بالخلايا البكتيرية مما يسمح لها بمهاجمة البكتيريا من مسافة قريبة.
بعد فك تشفير البنية الفريدة للألياف، يقترح إنجلبيرج والبروفيسور لانداو مفهومًا جديدًا لتصميم الببتيدات الاصطناعية المضادة للبكتيريا المتينة والمستقرة، والتي ستحل محل العلاج بالمضادات الحيوية في بعض الحالات. وذلك على خلفية أن العلاج بالمضادات الحيوية، الذي أنقذ حياة مئات الملايين في المائة عام الأخيرة، يتسبب في تطور مقاومة بكتيرية تضعف فعاليته. وكما نعلم، فإن العديد من الوفيات في المستشفيات اليوم ترجع إلى الإصابة بالبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ــ وهي المقاومة التي تطورت نتيجة لتعرض البكتيريا لجرعات عالية من المضادات الحيوية واسعة النطاق.
تعتبر الببتيدات حاليًا وعدًا علاجيًا كبيرًا لأنها، على الأقل في بعض الحالات، قادرة على تحييد مجموعة البكتيريا الضارة (مسببات الأمراض) دون التسبب في تكوين مقاومة بكتيرية للعلاج. تعمل العديد من المجموعات البحثية في العالم على تطوير الببتيدات للأغراض الطبية، والتحديات الهندسية كثيرة: الكفاءة، والانتقائية، والتكيف مع أنسجة الجسم (التوافر الحيوي)، والثبات في التخزين (مدة الصلاحية)، والثبات في الجسم بعد الابتلاع. .
ووفقا للبروفيسور لانداو، تعتبر الدراسة الحالية خطوة مهمة في تحقيق هذه الأهداف. إن التركيب الذري والجزيئي للببتيدات الطبيعية، والتي تم فك شفرتها في الدراسة الحالية، سيجعل من الممكن إنتاج هياكل مماثلة ستكون بمثابة هيكل عظمي أو عبوة لتطبيقات مختلفة في الهندسة الطبية الحيوية والطب التجديدي والتكنولوجيا الحيوية والمزيد.
استند فك رموز البنية المعقدة لألياف البروتين إلى العمل البحثي في مسرعات الجسيمات DESY (ألمانيا) وESRF (فرنسا) وفي مراكز التخنيون: مركز البيولوجيا الهيكلية في التخنيون، ومركز لوري لوكي متعدد التخصصات لعلوم الحياة و الهندسة، ومركز الفحص المجهري الإلكتروني (MICA) ومركز راسل بيري للمجهر الإلكتروني للمواد الناعمة. تم دعم البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (ISF)، ووزارة العلوم والتكنولوجيا، وصندوق التعاون الإسرائيلي الأمريكي (BSF).
أعلنت الجمعية الإسرائيلية للفحص المجهري مؤخرًا أنها ستمنح جائزة مارجوليس لعام 2020 لطالب الدكتوراه يتسحاق إنجلبيرج، وذلك بسبب التقدم البحثي الموضح في هذا المقال. وذكرت لجنة الجائزة أن هذا الاكتشاف يعد "إنجازًا مثيرًا للإعجاب في دراسة بنية الببتيد البشري المضاد للميكروبات" وأنه من المتوقع أن يؤدي إلى تطبيقات متنوعة في التكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا النانو وإنتاج الأدوية المضادة للبكتيريا وترميم الأنسجة والمزيد.
תגובה אחת
ومن صممها بهذه الطريقة؟
غريب...إنه عمل فني