البكتيريا المسببة للإلتهاب الرئوي

تجويع البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي – ترجمة عدنان أحمد الحاجي 

Starving the bacterium that causes pneumonia
(بقلم: ميغان ماهر، الاستاذ المشارك قسم الكيمياء ، كلية العلوم ومعهد Bio21 – جامعة ملبورن)

الدعوات والديكورات والشموع والكيك – هناك الكثير عليك أن تتذكره حين تريد أن تنظم حفلة عيد ميلاد لطفلك الذي يبلغ خمس سنوات. من الأمور التي، ولله الحمد، نأخذها أخذ المسلمات في أستراليا هي أن أطفالنا ذوي الخمس سنوات يصلون إلى هذه المرحلة العمرية على كل حال.

لكن ما يقرب من نصف مليون طفل مصاب بالبكتيريا العقدية (المكورات) الرئوية في جميع أنحاء العالم كل عام (1) ، لا يصلون أبدًا إلى عيد ميلادهم الخامس.

نصف مليون طفل يموتون سنويًا من جراء الالتهاب الرئوي التي تسبه المكورات الرئوية

كما هو الحاصل في حالة كوفيد-19، المكورات الرئوية (وتسمى أيضًا العقديات الرئوية، 2) تنتشر من خلال الرذاذ عندما نسعل أو نعطس. وهي مسؤولة عن الالتهاب الرئوي المميت والتهاب السحايا والإنتان أو تسمم الدم (3) ، بالإضافة إلى التهابات الأذن الداخلية التي عادة ما تسبب الصمم لدى أطفال السكان الأصليين وأطفال جزر مضيق توريس (4).

قبل جائحة كوفيد-19، المكورات الرئوية هي السبب الرئيس للوفاة بالالتهاب الرئوي على مستوى العالم (5).  وكانت مسؤولة عن الوفيات الكثيرة التي فاقت عددًا الوفيات من جراء جميع الأسباب الأخرى للالتهابات الرئوية مجتمعة في 2016.

على الرغم من الاستخدام الواسع النطاق لمضادات البكتيريا (antibacterial agents) واللقاحات والمضادات الحيوية للوقاية من عدوى المكورات الرئوية، فاللقاحات الحالية توفر لنا حماية محدودة ، حيث تعمل ضد جزء بسيط فقط من جميع سلالات المكورات الرئوية. التحدي الآخر هو أن مقاومة المضادات الحيوية تتطور بسرعة.

هناك حاجة ماسة إلى مقاربات جديدة للوقاية من الموت ومعالجة المرض والعجز (الإعاقة) الناجمين عن المكورات الرئوية، كتضرر الدماغ وفقدان السمع وضعف وظائف الرئة، وصولًا إلى مرحلة البلوغ.

قد يكون أحد المقاربات الجديدة هو تجويع المسبب للمرض (6). “الفيتامينات والمعادن بما في ذلك الحديد والنحاس والزنك والمنغنيز ضرورية لصحة الإنسان، ولكن البكتيريا بحاجة إليها أيضًا” ، كما يوضح الاستاذ المشارك ميغان ماهر (Megan Maher)، باحث في علم الأحياء البنيوية (الهيكلية، 7) والكيميائي في كلية الكيمياء ومعهد (Bio21) التابع لجامعة ملبورن (8).

يحتاج كل من البشر والبكتيريا الفيتامينات للبقاء على قيد الحياة

قبل أكثر من عقد، قام البروفسور كريستوفر ماكديفيت، رئيس المختبر في معهد دوهرتي (Doherty Institute)،  والاستاذ المشارك ماهر بالتعاون معًا لمتابعة فكرة أن المنغنيز ضروري للبقاء على قيد الحياة  والأيض (9) والإصابة بالعدوى من المكورات الرئوية (10).

البروفسور ماكديفيت (McDevitt)، باحث في علم الأحياء الدقيقة، تعرف لأول مرة على أن الزنك سام للبكتيريا الرئوية لأنه يمنع المنغنيز من الدخول في الخلية (11).

“أثبت بحثنا أن العامل الممرض (مسبب المرض، 6) كان عليه أن ينتزع المنغنيز من الجسم ليسبب العدوى”. “جزء من استجابة الجسم المناعية ضد البكتيريا كان يتمثل في استخدام الزنك لسد هذا المسار”، كما يقول البروفسور ماكديفيت.

بنيوية ناقل المنغنيز المكورة الرئوية متضمنةً مناطق غير غشائية (transmembrane)

بمعرفة أن المنغنيز معدن ضروري لمسبب المرض، إلّا أن البروفسور ماكديفيت وفريقه بحثوا عن “البوابة gate” أو الناقل (transporter) (انظر 12، 13) وتعرفوا عليه في المكورات الرئوية المخصصة لحجز المنغنيز (14).

“للمكورات الرئوية ناقل واحد فقط لامتصاص هذه المغذيات الأساسية. لقد علمنا بالفعل أنه لو عُطل أي جزء من هذا الناقل، فإن مسبب المرض لن يكون قادرًا على التسبب في العدوى. بما أن هذا النوع من النواقل غير موجود في البشر، فإنه يشكل هدفًا مثاليًا لمضادات الميكروبات (antimicrobials) الجديدة.

الهدف النهائي كان لمعرفة بنيوية الناقل الذي تستخدمه المكورات الرئوية (15)، من أجل تصميم أدوية مضادة لها. في ذلك الوقت كان من الصعب جدًا تحديد بنيوية الناقل، ولذا تحدث البرفسور ماكديفيت معي وسألني، هل يمكننا أن نقوم بالتعرف على بنيوية الناقل؟ ، كما يتذكر الأستاذ المشارك ماهر.

يقول الأستاذ المساعد ماهر: “لمعرفة كيف يعمل الناقل، استخدمنا التصوير البلوري بالأشعة السينية (X-ray crystallography)”.

“معرفة التركيب يُعتبر الخطوة الأولى لتطوير دواء أو علاج ضد المكورات الرئوية. تتمثل مقاربتنا في سد هذا المسار ومنع الناقل من إدخال المنغنيز في البكتيريا ” ، كما يقول البروفسور ماكديفيت.

الباحثون يسعون لايجاد عقاقير او علاجات للمكورات الرئوية لمنع المنغنيز من الدخول الى خلايا البكتيريا على وجه التحديد.

“يمكن القيام بذلك عن طريق تركيب عقاقير معينة للجسم المضاد (ويعرف أيضًا بالمضاد المناعي antibody، انظر 16) أو جزيئات ربط (binding molecules) أخرى تستهدف على وجه التحديد هذا الناقل وتحجبه. هذا ما سنعمل عليه لاحقًا”، كما يوضح الأستاذ المشارك ماهر.

تقليديا، المضادات الحيوية ضد المكورات الرئوية تستهدف إنتاج جدار الخلية ، ولكن لا توجد حاليًا مضادات حيوية تستهدف مغذيات هذا الكائن الحي.

استهداف الممر (gateway) الذي يسمح للمكورات الرئوية بالحصول على عنصر المنغنيز الضروري هي مقاربة جديدة تمامًا وخطوة إيجابية نحو طريقة جديدة لمعالجة ارتفاع معدل مقاومة المضادات الحيوية.

مصادر من داخل وخارج النص:
1- https://www.cdc.gov/pneumococcal/global.html
2- “المكورة الرئوية أو العقدية الرئوية ( Streptococcus pneumoniae أو pneumococcus) هي بكتيريا إيجابية الغرام، وهي عضو من جنس العقديات لاهوائي اختياري يسبب انحلال الدم من النوع ألفا (تحت الظروف الهوائية) وانحلال الدم من النوع بيتا (تحت الظروف اللاهوائية)، وعادة ما توجد في أزواج، ولا تشكل أبواغ، كما أنها غير متحركة. وباعتبارها جرثومة ممرضة بشريّة مهمة، تمّ اعتبار المكورة الرئوية كسبب رئيسي للالتهاب الرئوي في أواخر القرن التاسع عشر، وهو موضوع العديد من دراسات المناعة الخلطية. وتكمن المكورة الرئوية دون أن تسبب  أعراضًا في الأشخاص الأصحاء الحاملين للعدوى، مكونةً مستعمرات في الجهاز التنفسي والجيوب الأنفية والتجويف الأنفي. ومع ذلك، قد تصبح البكتيريا مسببة للأمراض في الأفراد الذين يعانون من ضعف أجهزة المناعة، مثل كبار السن والأطفال الصغار” مقتبس من نص ورد على هذا العنوان: https://ar.wikipedia.org/wiki/مكورة_رئوية
3- https://ar.wikipedia.org/wiki/طاعون_إنتان_الدم
4- https://www.aihw.gov.au/getmedia/12c11184-0c0a-43ad-8386-975c42c38105/aihw-aus-221-chapter-6-4.pdf.aspx
5- https://www.cdc.gov/meningitis/bacterial.html
6- https://ar.wikipedia.org/wiki/ممراض
7- “علم الأحياء البنيوي أو البيلوجيا البنيوية هي فرع من فروع علم الأحياء الجزيئيو‌الكيمياء الحيوية و‌الفيزياء الحيوية والتي تهتم بدراسة البنية الجزيئية للجزيئات الضخمة البيولوجية خصوصاً البروتينات والتي تتكون من أحماض أمينية، و‌الآر إن إيه (RNA) أو حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين (DNA) والذان يتكونان من أحماض نووية. يتخصص هذا الفرع أيضاً بدراسة كيفية اكتساب هذه الجزيئات الضخمة لبنياتها التي تمتلكها، وكيفية تأثير التغيرات في هذه البنيات على وظائفها. يعتبر هذا الفرع ذا أهمية بالغة لعلماء الأحياء لأن تلك الجزيئات الضخمة تُنفّذ معظم وظائف الخلايا، وتكون قادرة على أداء هذه الوظائف فقط عندما تلتف بطريقة معقدة ودقيقة لتشكل أشكال ثلاثية الأبعاد في غاية الدقة” ، مقتبس من نص ورد على هذا العنوان: https://ar.wikipedia.org/wiki/علم_الأحياء_البنيوي
8- https://www.bio21.unimelb.edu.au/
9- https://ar.wikipedia.org/wiki/أيض
10 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20601473/
11- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22072971/
12- “النواقل عبارة عن بروتينات غشائية متكاملة تشكل مسامًا داخل غشاء البلازما للسماح بمرور أنواع مختلفة من الجزيئات، بما في ذلك الأيونات والجزيئات الصغيرة والبروتينات. يمكن أن تعمل هذه  النواقل إما عن طريق الانتشار المسهل (11) أو النقل النشط” ، ترجمناه من نص ورد على هذا العنوان:
https://www.nature.com/subjects/transporters
13- https://ar.wikipedia.org/wiki/انتشار_مسهل
14-  https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24212134/
15- https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg3980
16- https://ar.wikipedia.org/wiki/جسم_مضاد
المصدر الرئيس:
https://pursuit.unimelb.edu.au/articles/starving-the-bacterium-that-causes-pneumonia
الأستاذ عدنان أحمد الحاجي

 

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.