انتقام مونتيزوما – النهاية؟

تُعد كل من آليات البقاء والعنف التي طورتها الأميبا أثناء التطور لغزًا وموضوعات بحثية تبهر العلماء (رغم أنها قليلة نسبيًا) من مختلف أنحاء العالم، بما في ذلك معهد وايزمان للعلوم.

من اليمين إلى اليسار: ريفكا براخا، البروفيسور ديفيد ميرلمان، يائيل نوشاموفيتس والبروفيسور كارلوس غيتلر. الأميبا قادمة 

 
يصاب ملايين الأشخاص كل عام، ويموت الآلاف منهم، بسبب أمراض معوية تسببها الأميبا، وهي كائنات دقيقة طفيلية وحيدة الخلية. الأمراض التي تسببها الأميبا تهاجم بشكل رئيسي السكان الذين يعيشون في البلدان الفقيرة والمتخلفة حيث يكون مستوى الصرف الصحي سيئا، وذلك لأن مياه الشرب ملوثة بمياه الصرف الصحي. وحتى الآن، لم يتم تطوير أي طرق جديدة تقريبًا لمكافحة هذه الأمراض، ويرجع ذلك، من بين أمور أخرى، إلى أن عدد المجموعات البحثية التي تدرس هذه الأمراض صغير نسبيًا. وحقيقة أن السكان المتأثرين بهذا النوع من الأمراض عادة ما يكونون متخلفين وفقراء لا يشكل حافزاً اقتصادياً كافياً لشركات الأدوية الكبرى لدخول وسط الحزمة. ومع ذلك، فإن آليات البقاء والعنف التي طورتها الأميبا أثناء التطور تعتبر لغزًا وموضوعات بحثية تبهر العلماء (رغم أنها قليلة نسبيًا) من مختلف أنحاء العالم، بما في ذلك معهد وايزمان للعلوم.

تبدأ قصة مثل هذه الأبحاث التي أجريت في المعهد في أوائل الثمانينيات، عندما قام البروفيسور كارلوس جيتلر والبروفيسور ديفيد ميرلمان

حصل قسم أبحاث الأغشية والفيزياء الحيوية (قسم الكيمياء البيولوجية حاليًا) على منحة بحثية مشتركة من مؤسسة روكفلر لدراسة الأميبات المسببة للدوسنتاريا. ثم ركز البروفيسور ميرلمان على البحث عن البروتينات (الليكتينات) التي تسمح للأميبا بالارتباط بالخلايا البشرية، بينما اكتشف البروفيسور جيتلر أن الأميبا تحتوي على بروتين صغير خاص، وبعد أن ترتبط بالخلايا البشرية، تقوم "بحقنه" في خلاياها. الأغشية، مما يسبب موتها. وكانت هذه الظاهرة تسمى "قبلة الموت للأميبا". يؤدي هذا القتل العنيف للخلايا، وغزو بطانة الأمعاء، إلى مرض الزحار، الذي أطلق عليه الإسبان، الذين فتحوا المكسيك في القرن السادس عشر، اسم "انتقام مونتيزوما".

وقد رأى البروفيسور جيتلر، الذي هاجر إلى إسرائيل من المكسيك، بأم عينيه المعاناة الكبيرة التي يعانيها الكثير من الأشخاص في المكسيك الذين يعانون من أمراض معوية تسببها الأميبا. أطلق على البروتين الخاص الذي اكتشفه اسم "أمبافور"، وأعرب عن أمله في أنه من خلال الأجسام المضادة التي تم تطويرها ضد هذا البروتين سيكون من الممكن الحد من الضرر الذي تسببه الأميبا. ولكن تبين بعد ذلك أن الأجسام المضادة لا تستطيع الوصول إلى الأمفور وإيقافه، لأن الأميبات تلتصق غشائها بأغشية الخلايا المستهدفة، بحيث يمر الأمفور منها مباشرة إلى الخلية المستهدفة، عندما يكون مخفيا بين الاثنين. الأغشية، ولا تستطيع الأجسام المضادة الوصول إليها.

وبعد حوالي 15 عامًا، بدأ البروفيسور ميرلمان وأعضاء مجموعته البحثية، ريفكا براخا ويائيل نوشاموفيتز، أيضًا في دراسة أمبور بهدف إثبات دوره في تطور المرض. ولتحقيق هذه الغاية، استخدموا تقنية خاصة من الهندسة الوراثية ضد البروتين القاتل، تعتمد على تثبيط عملية نسخ الجينات. كما نعلم، تبدأ عملية إنتاج البروتين عندما يتم فتح الجين الذي يشفر المعلومات اللازمة لبنائه، ويتشكل جزيء RNA المرسال المفرد أمام الشريط الذي يحمل المعلومات. يخرج الحمض النووي الريبي المرسال من النواة إلى تجويف الخلية، حيث يصل إلى الريبوسوم، الذي يترجم المعلومات الموجودة فيه وينتج بروتينًا يعتمد عليه (في هذه الحالة، هو بروتين الأمبافور، الذي يسمح للأميبا بقتل الخلايا المستهدفة). . قام البروفيسور ميرلمان وأعضاء مجموعته البحثية بعزل الكود الجيني للامبافور، وإعادته وإدراج نسخة منه (باستخدام البلازميد المحضر

خاصة لهذا الغرض) إلى الحمل الجيني للأميبا، مع عكس ترتيب النيوكليوتيدات ("مضاد الإحساس")، أي أن "ذيلها" يشير إلى "الأمام" وهو صورة مرآة مثالية للجين الأصلي الذي يشفر معلومات عن بناء الأميبا وهكذا، في الواقع، تم إنشاء أميبا معدلة وراثيا تحمل كلا من الجين الأمفوفوري الأصلي والجين العكسي. عندما يبدأ جين لامدا في التعبير، كذلك يفعل الجين العكسي (الموجود على البلازميد). وهكذا، بالتزامن مع إنشاء الحمض النووي الريبي المرسال، والذي ينبغي أن يتسبب في إنتاج البروتين القاتل، يتم أيضًا إنتاج جزيء الحمض النووي الريبي المرسال العكسي. هذان الجزيئيان، اللذان يتناسبان بشكل عكسي تمامًا مع بعضهما البعض، يلتصقان معًا مثل جزأين السحاب. ونتيجة لذلك، كلاهما غير متاح "للترجمة" وإنشاء البروتين الأمفوفور. وبهذه الطريقة، تمكن العلماء من تثبيط إنتاج البروتين القاتل في الأميبا المعدلة وراثيا بحوالي 60%.
 
 
وكانت الأميبا التي تم "هندستها" بهذه الطريقة أقل عنفًا بكثير من الأميبا الأصلية، لكن العلماء لم يكونوا راضين عن هذه النتيجة. وفي الواقع، نجحوا في دراسة متابعة في التسبب في الإسكات الكامل للجين الذي يشفر البروتين القاتل (أي منع التعبير عنه). حدثت ظاهرة الصمت الكامل للجين عندما حقن العلماء في الأميبا بلازميد يحمل نسخة من الجزء البادئ (المعزز) فقط من جين اللامفور. يقول البروفيسور ميرلمان إن وجود نسخ إضافية من الجزء البادئ من الجين تسبب في تفاعل إنزيمي أضاف مجموعات مفترضة إلى هذه المنطقة الجينية. ومن المعروف أن مثل هذا التفاعل يسبب إسكات الجينات في النباتات والخلايا الأخرى، ولكن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة مثل هذه الظاهرة في الأميبا.

وبعد أن توقفت الأميبات عن إنتاج الأمبافور تماما، استخرج العلماء منها البلازميدات التي تحمل الجزء البادئ من جين الأمبافور. لكن ظاهرة إسكات حديقة لامبور استمرت.

تُعرف هذه الظاهرة في أنواع أخرى من الخلايا بالوراثة اللاجينية. وهكذا تمكن العلماء من تطوير نوع جديد من الأميبا التي لا تنتج الأمفوفورا، وبالتالي فهي غير قادرة على إيذاء البشر. ويخطط الباحثون الآن لمحاولة استخدام الأميبا "الصامتة" كوسيلة للتطعيم ضد الأميبا العنيفة.

كما تعلمون، لتطعيم الجسم ضد أي مرض فيروسي، من الممكن استخدام الفيروسات الميتة أو الضعيفة. وعندما يتم إدخال مثل هذه الفيروسات إلى الجسم، فإنها لا تستطيع أن تسبب المرض، ولكن مكونات الجهاز المناعي تتعلم خصائصها، وبالتالي، عندما تدخل الفيروسات العنيفة إلى الجسم، يكون الجهاز المناعي مستعدًا لها بالفعل ويكون قادرًا على وقف انتشارها داخل الجسم. وبطرق مماثلة، يقوم العلماء أيضًا بتطوير مكونات اللقاح ضد الأمراض التي تسببها البكتيريا، ولكن حتى الآن لم يتم استخدام هذه التقنية للتطعيم ضد الأمراض التي تسببها الأميبا. والأميبات الضعيفة التي طورها البروفيسور ميرلمان، والتي لا تستطيع إنتاج البروتين القاتل أمبافور، قد تشكل أساس أول لقاح من هذا النوع. وإذا نجح العلماء في هذه المهمة، فإن ذلك سيفتح الباب أمام راحة كبيرة لدى ملايين الأشخاص الذين يعانون من الأمراض التي تسببها الأميبا.

الأكسدة والاختزال

يتوفر الشاي والأرز في الصين، لكن الظروف الصحية السيئة التي تسود المناطق الريفية في هذا البلد الشاسع تساعد على انتشار الأميبا التي تسبب أمراضا معوية خطيرة. إن مئات الملايين من الصينيين الذين تمكنوا من الدفاع عن أنفسهم ضد الأميبا يدينون بالفضل لأحد أسلافهم، الذين اكتشفوا قبل حوالي خمسة آلاف عام الخصائص الطبية لمستخلص خاص من الثوم الكحولي. وقد تفاجأ البروفيسور ديفيد ميرلمان الذي زار الصين قبل حوالي عشر سنوات، عندما اكتشف أن مستخلص الثوم الكحولي يقتل الأميبات المسببة للمرض، في حين أنه لا يضر بالإنسان الذي يشربه.

وعندما عاد إلى معهد وايزمان للعلوم، بدأ بالتحقيق في معنى اللغز. واكتشف أن الجزيء الموجود في الثوم، والذي يسمى الأليسين، يؤكسد ويدمر بعض الإنزيمات الأساسية للأميبا، مما يؤدي إلى موتها. في الواقع، نفس المادة تدمر الإنزيمات الموجودة في الخلايا البشرية بنفس الطريقة، باستثناء أن الخلايا البشرية لديها نوع من آلية الدفاع تعتمد على جزيئات مادة تسمى الجلوتاثيون. تقوم جزيئات الجلوتاثيون باستعادة الإنزيمات التي تضررت بسبب الأليسين، وبالتالي إصلاحها وإعادتها إلى عملها الطبيعي في الخلايا البشرية. ولسوء حظ الأميبات، ولحسن حظ البشر،

تفتقر الأميبات، مثل الكائنات الحية الدقيقة الأخرى، إلى الجلوتاثيون، لذلك تظل مكشوفة وغير قادرة على الدفاع ضدها.

الأليسين الموجود في الثوم: تجري هذه الأيام محاولات لتطوير طرق تعتمد على الأليسين في علاج الأمراض المعوية التي تسببها الأميبا.
 
 
البروفيسور ميرلمان يتحدث عن سور الصين العظيم. وهو أمر جيد لمليار شخص