كيف يحارب العلم البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

كنا نظن أنه بعد اكتشاف البنسلين ، لن نخاف بعد الآن من الجراثيم. لكننا كنا مخطئين. إنها مثل حرب حقيقية. يخترع الإنسان وسائل دفاع جديدة ضد الهجمات البكتيرية. ردا على ذلك ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحسين الأسلحة وتدريب المقاتلين واستخدام مجموعات التمويه والتخريب. لقد أصبحت مشكلة العدوى المقاومة للمضادات الحيوية خطيرة لدرجة أنه تم تخصيص جلسة خاصة للجمعية العامة للأمم المتحدة مؤخرًا لها. وفقًا للبيانات المقدمة ، يموت ما لا يقل عن 700000 شخص كل عام بسبب العدوى المقاومة للأدوية. الميكروبات غير القابلة للتلف تتساوى مع تغير المناخ العالمي ومشاكل أخرى على نطاق الكوكب.

المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) هي بكتيريا مقاومة للعديد من المضادات الحيوية (خاصة البنسلينات). يسبب التهاب رئوي وخيم. بالطبع ، في الواقع ، لا يبدو الميكروب هكذا تمامًا: ابتسامة الشر هي خيال الفنان. الصورة: "قطة شرودنغر"

في شتاء عام 2003 ، أصيب ريكي لانيتي ، لاعب كرة قدم ناجح يبلغ من العمر 21 عامًا ، بسعال ثم غثيان. بعد بضعة أيام ، أجبرت والدة ريكي ابنها على زيارة الطبيب. كل الأعراض تشير إلى فيروس الأنفلونزا ، لذلك لم يصف ريكي مضادات حيوية لأنها تقتل البكتيريا وليس الفيروسات. لكن المرض لم يختف ، وأخذت الأم ريكي إلى مستشفى محلي - بحلول هذا الوقت ، كانت كليتا الشاب قد فشلت بالفعل. وصف له نوعان من المضادات الحيوية القوية: سيفيبيم وفانكومايسين. لكن بعد أقل من يوم ، مات ريكي. كشفت الاختبارات أن القاتل هو المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA) ، وهي بكتيريا سامة مقاومة للعديد من المضادات الحيوية.

يشار الآن إلى سلالات مثل MRSA باسم الميكروبات الخارقة. مثل أبطال الرعب ، يتحولون ويكتسبون قوى خارقة تسمح لهم بمقاومة أعدائهم - المضادات الحيوية.

نهاية عصر المضادات الحيوية

في عام 1928 ، بعد عودته من الإجازة ، اكتشف عالم الأحياء البريطاني ألكسندر فليمنج أن أطباق بتري ذات الثقافات البكتيرية التي تركها عن غير قصد قد نمت بالعفن. كان الشخص العادي يأخذها ويرميها بعيدًا ، لكن Fleming بدأ في دراسة ما حدث للكائنات الحية الدقيقة. واكتشفت أنه في تلك الأماكن التي يوجد بها العفن ، لا توجد بكتيريا المكورات العنقودية. هذه هي الطريقة التي تم بها اكتشاف البنسلين.

كتب فليمنج: "عندما استيقظت في 28 سبتمبر 1928 ، لم أكن أخطط بالتأكيد لإحداث ثورة في الطب من خلال اكتشاف أول مضاد حيوي في العالم ، لكنني أعتقد أن هذا هو بالضبط ما فعلته". حصل عالم الأحياء البريطاني لاكتشاف البنسلين في عام 1945 على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب (جنبًا إلى جنب مع هوارد فلوري وإرنست تشاين ، اللذين طورا تقنية تنقية المادة).

اعتاد الإنسان المعاصر على حقيقة أن المضادات الحيوية هي مساعِدات موثوقة وميسورة التكلفة في مكافحة الأمراض المعدية. لا أحد يشعر بالذعر من التهاب الحلق أو خدش في ذراعه. على الرغم من أنه قبل مائتي عام ، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل صحية خطيرة وحتى الموت. كان القرن العشرين عصر المضادات الحيوية. جنبًا إلى جنب مع التطعيم ، أنقذوا الملايين ، وربما المليارات من الناس الذين ماتوا بالتأكيد من العدوى. اللقاحات ، الحمد لله ، تعمل بشكل صحيح (الأطباء لا يفكرون بجدية في الحركة الاجتماعية لمقاتلي اللقاحات). لكن يبدو أن عصر المضادات الحيوية يقترب من نهايته. العدو قادم.

كيف تولد الميكروبات الخارقة

بدأت الكائنات أحادية الخلية في استكشاف الكوكب أولاً (منذ 3.5 مليار سنة) - وتقاتل بعضها مع بعض باستمرار. ثم ظهرت كائنات متعددة الخلايا: نباتات ، مفصليات أرجل ، أسماك ... أولئك الذين احتفظوا بالوضع أحادي الخلية فكروا: ماذا لو وضعنا حدًا للنزاع الأهلي وبدأنا في الاستيلاء على مناطق جديدة؟ داخل الخلايا المتعددة آمنة وهناك الكثير من الطعام. هجوم! تنتقل الميكروبات من مخلوق إلى آخر حتى تصل إلى إنسان. صحيح ، إذا كانت بعض البكتيريا "جيدة" وساعدت المالك ، فإن البعض الآخر يسبب الضرر فقط.

عارض الناس هذه الميكروبات "السيئة" بشكل أعمى: لقد أدخلوا الحجر الصحي ومارسوا إراقة الدماء (لفترة طويلة كانت هذه هي الطريقة الوحيدة لمحاربة جميع الأمراض). وفقط في القرن التاسع عشر ، أصبح من الواضح أن للعدو وجه. بدأت الأيدي تُغسل ، وبدأت المستشفيات والأدوات الجراحية تُعالج بالمطهرات. بعد اكتشاف المضادات الحيوية ، بدا أن البشرية قد تلقت وسيلة موثوقة لمكافحة العدوى. لكن البكتيريا والكائنات وحيدة الخلية الأخرى لم ترغب في مغادرة المكان الدافئ وبدأت تكتسب مقاومة للأدوية.

يمكن للميكروب الخارق أن يقاوم المضاد الحيوي بطرق مختلفة. على سبيل المثال ، إنه قادر على إنتاج إنزيمات تحط من الدواء. أحيانًا يكون محظوظًا فقط: نتيجة للطفرات ، يصبح غشاءه غير معرض للخطر - قذيفة تستخدم عليها الأدوية لتوجيه ضربة ساحقة. تولد البكتيريا المقاومة بطرق مختلفة. في بعض الأحيان ، نتيجة لنقل الجينات الأفقي ، تستعير البكتيريا الضارة للإنسان الدفاعات الدوائية من الدفاعات المفيدة.

صورة أخرى أكثر واقعية للمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA). كل عام ينتشر على نطاق واسع ، خاصة داخل المستشفيات وبين الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة. وفقًا لبعض التقارير ، في الولايات المتحدة ، يقتل هذا الميكروب حوالي 18 ألف شخص كل عام (لا يزال من المستحيل تحديد العدد الدقيق للمرضى والوفيات). الصورة: "قطة شرودنغر"

في بعض الأحيان يحول الشخص نفسه الجسم إلى مركز تدريب للبكتيريا القاتلة. لنفترض أننا نعالج الالتهاب الرئوي بالمضادات الحيوية. وصفه لك الطبيب: عليك تناول الدواء لمدة عشرة أيام. لكن في الخامس ، كل شيء يختفي ونقرر أنه يكفي تسميم الجسد بكل أنواع القذارة والتوقف عن أخذه. في هذه المرحلة ، لقد قتلنا بالفعل بعض البكتيريا الأقل مقاومة للعقار. لكن الأقوى بقوا على قيد الحياة وكانوا قادرين على التكاثر. لذلك ، تحت إشرافنا الصارم ، بدأ الانتقاء الطبيعي في العمل.

"مقاومة الأدوية هي ظاهرة طبيعية للتطور. تحت تأثير مضادات الميكروبات ، تموت الكائنات الدقيقة الأكثر حساسية ، بينما تبقى الكائنات المقاومة لها. وتبدأ في التكاثر ، وتمرير المقاومة إلى نسلها ، وفي بعض الحالات إلى الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ،" يوضح ذلك منظمة الصحة العالمية.

هجوم وحيد الخلية

في خريف عام 2016 ، ينعقد اجتماع للجمعية العامة للأمم المتحدة في نيويورك ، يحضره ممثلو 193 دولة ، أي الكوكب بأسره. عادة ما يتم هنا مناقشة قضايا الحرب والسلام. لكننا الآن لا نتحدث عن سوريا ، بل عن ميكروبات طورت مقاومة للأدوية.

التوقعات قاتمة. "أصبحت العدوى صعبة بشكل متزايد على المرضى للعلاج حيث أن مستوى مقاومة الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض للمضادات الحيوية ، والأسوأ من ذلك ، المضادات الحيوية الاحتياطية ، يتزايد باطراد. إلى جانب التطور البطيء للغاية للمضادات الحيوية الجديدة ، فإن هذا يزيد من احتمالية أن الجهاز التنفسي والجلد تشرح الدكتورة ندرت إمير أوغلو من المكتب الأوروبي لمنظمة الصحة العالمية أن الالتهابات ومسارات التهابات المسالك البولية وتدفق الدم يمكن أن يصبح عضالاً وبالتالي قاتلاً.

أود بالتأكيد أن أضيف الملاريا والسل إلى قائمة الأمراض هذه. في السنوات الأخيرة ، أصبح من الصعب مكافحتها بشكل متزايد ، حيث أصبحت مسببات الأمراض مقاومة للأدوية ، كما يوضح يوري فينجيروف.

يقول كيجي فوكودا ، مساعد المدير العام لمنظمة الصحة العالمية للأمن الصحي ، عن نفس الشيء: "تفقد المضادات الحيوية فعاليتها ، لذا فإن العدوى الشائعة والإصابات الطفيفة التي تم علاجها لعدة عقود يمكن أن تقتل الآن مرة أخرى."

نموذج للعاثية التي تصيب ميكروبًا. تغزو هذه الفيروسات البكتيريا وتسبب تحللها ، أي انحلالها. على الرغم من اكتشاف العاثيات في بداية القرن العشرين ، إلا أنه يتم تضمينها الآن فقط في الكتب المرجعية الطبية الرسمية. الصورة: "قطة شرودنغر"

بدأت البكتيريا في المقاومة بشكل خاص عندما بدأ استخدام المضادات الحيوية بكميات كبيرة في المستشفيات وفي الزراعة ، كما يؤكد عالم الكيمياء الحيوية كونستانتين ميروشنيكوف (دكتور في الكيمياء ، ورئيس مختبر الهندسة الحيوية الجزيئية في معهد الكيمياء الحيوية على اسم الأكاديميين M.M. Shemyakin و Yu أ. Ovchinnikov RAS). - على سبيل المثال ، لوقف الأمراض التي تصيب الدجاج ، يستخدم المزارعون عشرات الآلاف من الأطنان من المضادات الحيوية. غالبًا للوقاية ، مما يسمح للبكتيريا بالتعرف على العدو بشكل أفضل والتعود عليه وتطوير المقاومة. الآن بدأ استخدام المضادات الحيوية في الحد من قبل القانون. أعتقد أن المناقشة العامة لمثل هذه القضايا والمزيد من تشديد القانون سيبطئ نمو البكتيريا المقاومة. لكن لن يتم إيقافهم.

تكاد تكون احتمالات إنتاج مضادات حيوية جديدة قد استنفدت ، والمضادات الحيوية القديمة تفشل. في مرحلة ما ، سنكون عاجزين عن مواجهة العدوى ، - يعترف يوري فينجيروف. - من المهم أيضًا أن نفهم أن المضادات الحيوية تتحول إلى دواء فقط عندما تكون هناك جرعة تقتل الميكروبات دون أن تؤذي الإنسان. احتمال العثور على مثل هذه المواد أقل وأقل.

هل انتصر العدو؟

تنشر منظمة الصحة العالمية بشكل دوري بيانات ذعر: يقولون إن المضادات الحيوية من الخط الأول لم تعد فعالة ، وأن المضادات الحيوية الأكثر حداثة قريبة أيضًا من الاستسلام ، ولم تظهر أدوية جديدة بشكل أساسي بعد. هل خسرت الحرب؟

هناك طريقتان لمحاربة الميكروبات ، كما يقول عالم الأحياء دينيس كوزمين (دكتوراه في علم الأحياء ، موظف في المركز التربوي والعلمي لمعهد الكيمياء الحيوية العضوية التابع لأكاديمية العلوم الروسية). - أولاً ، البحث عن مضادات حيوية جديدة تؤثر على كائنات وأهداف معينة ، لأن المضادات الحيوية "ذات العيار الكبير" هي التي تؤثر على مجموعة كاملة من البكتيريا في وقت واحد والتي تسبب نموًا سريعًا للمقاومة. على سبيل المثال ، من الممكن تصميم الأدوية التي تبدأ في العمل فقط عندما يتم ابتلاع بكتيريا ذات استقلاب معين. علاوة على ذلك ، يجب البحث عن مصنعي المضادات الحيوية - الميكروبات المنتجة - في أماكن جديدة ، واستخدام المصادر الطبيعية بشكل أكثر فاعلية ، والمناطق الجغرافية والبيئية الفريدة لموائلهم. ثانيًا ، ينبغي تطوير تقنيات جديدة للحصول على منتجي المضادات الحيوية وزراعتهم.

يتم بالفعل تنفيذ هاتين الطريقتين. يجري تطوير طرق جديدة لإيجاد واختبار المضادات الحيوية. يتم البحث عن الكائنات الدقيقة التي يمكن أن تصبح جيلًا جديدًا من الأسلحة في كل مكان: في بقايا النباتات والحيوانات المتعفنة والطمي والبحيرات والأنهار والهواء ... على سبيل المثال ، تمكن العلماء من عزل مادة مضادة للميكروبات من المخاط الذي يتشكل على جلد ضفدع. هل تتذكر التقليد القديم المتمثل في وضع ضفدع في إبريق الحليب حتى لا يفسد؟ الآن تمت دراسة هذه الآلية وهم يحاولون إدخالها في التكنولوجيا الطبية.

مثال آخر. في الآونة الأخيرة ، العلماء الروس من معهد البحوث لاكتشاف مضادات حيوية جديدة. ج. بحث غوز عن سكان الفطر الصالح للأكل ووجد عدة مصادر محتملة لأدوية جديدة.

ذهب العلماء من نوفوسيبيرسك ، الذين يعملون في المختبر الروسي الأمريكي للكيمياء الطبية الحيوية ، ICBFM SB RAS ، في الاتجاه الآخر. لقد تمكنوا من تطوير فئة جديدة من المواد - الفوسفوريلجوانيدين (يصعب نطقها ، وليس من السهل تدوينها). هذه نظائر اصطناعية للأحماض النووية (بتعبير أدق ، شظاياها) ، والتي تخترق الخلية بسهولة وتتفاعل مع DNA و RNA. يمكن إنشاء مثل هذه الشظايا لكل مُمْرِض محدد بناءً على تحليل الجينوم الخاص به. يرأس المشروع الأمريكي سيدني التمان (الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1989 (بالاشتراك مع توماس تشيك). أستاذ جامعة ييل. في عام 2013 حصل على منحة روسية ضخمة وبدأ العمل في معهد البيولوجيا الكيميائية والطب الأساسي في جامعة ييل. فرع سيبيريا للأكاديمية الروسية للعلوم).

لكن المجالات الأكثر شيوعًا لإيجاد أدوية ضد العدوى هي العاثيات والببتيدات المضادة للميكروبات.

الحلفاء من البركة

من وجهة نظر عين الطائر ، يبدو مبنى IBCh RAS وكأنه حلزون مزدوج للحمض النووي. ويقف خارج البوابة مباشرة منحوتة غير مفهومة. توضح اللوحة أن هذا مركب من المضاد الحيوي فالينومايسين مع أيون البوتاسيوم في المنتصف. قبل خمسين عامًا ، فهم موظفو المعهد كيف ترتبط أيونات المعادن ببعضها البعض وكيف تمر بعد ذلك عبر غشاء الخلية بفضل الأيونوفور.

الآن تعمل IBCh أيضًا على موضوع آخر - العاثيات. هذه فيروسات خاصة تهاجم البكتيريا بشكل انتقائي. رئيس مختبر الهندسة الحيوية الجزيئية ، قسطنطين ميروشنيكوف ، يسمي بمودة عنابر عاثياته ​​الحيوانات.

العاثيات جيدة وفي نفس الوقت سيئة لأنها تعمل على مسببات مرضية معينة. من ناحية ، نحن نهدف فقط إلى تلك الميكروبات التي تتدخل في الحياة ، ولا تزعج البقية ، ومن ناحية أخرى ، يستغرق الأمر وقتًا للعثور على العاثية الصحيحة ، وهو عادة لا يكفي ، - رئيس المختبر يبتسم.

كل من البكتيريا والعاثيات موجودة في كل بركة. إنهم يقاتلون بعضهم البعض باستمرار ، ولكن لملايين السنين ، لا يمكن لأي طرف هزيمة الآخر. إذا أراد الشخص التغلب على البكتيريا التي تهاجم جسده أو البطاطس في المستودع ، فيجب تسليم المزيد من العاثيات المقابلة إلى موقع تكاثر البكتيريا. إليك استعارة ، على سبيل المثال: عندما طوروا ساحل الرمال الذهبية في بلغاريا ، كان هناك الكثير من الثعابين ، ثم جلبوا الكثير من القنافذ وسرعان ما قاموا بتغيير ميزان الحيوانات.

منذ عامين ، بدأنا التعاون مع حديقة روجاتشيفو الزراعية بالقرب من دميتروف. المدير العام للمنظمة ، ألكسندر شونكو ، مهندس إلكترونيات سابق ورأسمالي مستنير ، وليس غريبًا على النهج العلمي ، - يقول كونستانتين. - أكل محصول البطاطس عن طريق البكتيريا المحللة للبكتيريا - العفن الطري الذي يعيش في المستودعات. إذا لم يتم حل المشكلة ، تتحول البطاطس بسرعة إلى أطنان من الملاط ذي الرائحة الكريهة. تؤدي معالجة البطاطس بالعاثيات على الأقل إلى إبطاء تطور العدوى بشكل حاد - يحتفظ المنتج بمذاقه وعرضه لفترة أطول في التخزين وعلى أرفف المتاجر. في الوقت نفسه ، هاجمت العاثيات الميكروبات المتعفنة وتتحلل بيولوجيًا - تفككت إلى جزيئات الحمض النووي والبروتينات وذهبت لتغذية الكائنات الحية الدقيقة الأخرى. بعد الاختبارات الناجحة ، أصبحت إدارة العديد من المجمعات الزراعية الكبيرة مهتمة بمثل هذه الحماية الحيوية للمحصول.

كيف تمكنت من إيجاد العاثيات الصحيحة وتحويلها إلى ترياق؟ أسأل ، ألقي نظرة خاطفة على العاثية على قمة كومة الكتب.

هناك طريقة أجار مزدوجة كلاسيكية للبحث عنها. أولاً ، ضع نوعًا من حشيش البكتيريا على الطبقة الأولى من الآجار في طبق بتري ، صب الماء من البركة في الأعلى وقم بتغطيته بطبقة ثانية من الآجار. بعد مرور بعض الوقت ، تظهر بقعة نظيفة على هذا العشب الموحل ، مما يعني أن العاثية أكلت البكتيريا. نقوم بعزل العاثية ودراستها.

تلقى مختبر Miroshnikov ، مع زملائه الروس والأجانب ، منحة من مؤسسة العلوم الروسية لدراسة وتشخيص مسببات أمراض البطاطس. هناك شيء يجب العمل عليه: لقد تمت دراسة البكتيريا النباتية بشكل أسوأ بكثير من البكتيريا البشرية. ومع ذلك ، مع أجسامنا أيضًا ، هناك الكثير من الأمور غير الواضحة. وفقًا للعلماء ، ليست هذه هي الطريقة التي يفحص بها الأطباء الشخص: فجميع الاختبارات والفحوصات مصممة خصيصًا للمضادات الحيوية ، وهناك حاجة إلى طرق أخرى للعلاج بالعاثيات.

العلاج بالعاثيات ليس علاجًا بالمعنى الحالي ، ولكنه خدمة شاملة تتضمن التشخيص السريع واختيار العلاج المناسب ضد مسببات الأمراض المحددة. في روسيا ، يتم تضمين مستحضرات العاثيات في قائمة الأدوية ، ولكن لم يتم ذكرها في إرشادات المعالجين. لذلك يضطر الأطباء الموجودون في هذا الموضوع إلى استخدام العاثيات على مسؤوليتهم ومخاطرهم. وفي بولندا ، على سبيل المثال ، ينص القانون على أنه إذا كان المريض لا يمكن علاجه بالطب التقليدي المسند ، فيمكنك على الأقل الرقص باستخدام الدف ، وحتى المعالجة المثلية ، وحتى العلاج بالعاثيات. وفي معهد هيرشفيلد في فروتسواف ، تُستخدم العاثيات كرعاية طبية شخصية. وبنجاح كبير ، حتى في حالة الالتهابات القيحية المتقدمة. يُلخص ميروشنيكوف استخدام العاثيات بأدلة علمية ومفهومة بيولوجيًا ، على الرغم من أنها ليست طريقة عادية.

الببتيدات هي عائلة من المواد تتكون من بقايا الأحماض الأمينية. في الآونة الأخيرة ، ينظر العلماء بشكل متزايد إلى الببتيدات كأساس للأدوية المستقبلية. لا يتعلق الأمر بالمضادات الحيوية فقط. على سبيل المثال ، في جامعة موسكو الحكومية. م. ابتكر لومونوسوف ومعهد أبحاث الوراثة الجزيئية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم عقارًا ببتيدًا يعمل على تطبيع وظائف المخ ، ويحسن الذاكرة والانتباه ومقاومة الإجهاد. الصورة: "قطة شرودنغر"

وهنا الأخبار من مدينة العلوم بوشينو. علماء من فرع IBCh RAS ومعهد الفيزياء الحيوية النظرية والتجريبية في RAS ومعهد الكيمياء الحيوية وعلم وظائف الأعضاء للكائنات الدقيقة. ك. درس Scriabin RAS كيف يعمل إنزيم البكتيريا T5 على الإشريكية القولونية. أي أنهم لا يعملون مع العاثيات بأنفسهم ، ولكن مع بروتينات الإنزيم الخاصة بهم. تدمر هذه الإنزيمات جدران خلايا البكتيريا - تبدأ في الذوبان والموت. لكن بعض الميكروبات لها غشاء خارجي قوي وهذه الطريقة لا تعمل عليها. في Pushchino ، قرروا جذب المواد التي تزيد من نفاذية الغشاء لمساعدة الإنزيم. نتيجة للتجارب التي أجريت على مزارع خلايا الإشريكية القولونية ، وجد العلماء أن الإنزيم والعامل معًا يدمران البكتيريا بشكل أكثر فاعلية من كل منها على حدة. تم تقليل عدد الخلايا الباقية على قيد الحياة بما يقرب من مليون مرة مقارنة بتجربة التحكم. تم استخدام المطهرات الشائعة الرخيصة مثل الكلورهيكسيدين كمادة مساعدة ، وبتركيزات منخفضة جدًا.

يمكن استخدام العاثيات ليس فقط كدواء ، ولكن أيضًا كوسيلة لزيادة فعالية اللقاحات.

كجزء من مشروع تدعمه وزارة التعليم والعلوم في روسيا ، سنستخدم بروتينات العاثية لتعزيز الخصائص المناعية لمستضد اصطناعي ، - كما يقول عالم الأحياء الدقيقة أندري ليتاروف (دكتور في علم الأحياء ، رئيس مختبر فيروسات الكائنات الدقيقة في معهد S.N. Vinogradsky لعلم الأحياء الدقيقة ، مركز البحوث الفيدرالي للتكنولوجيا الحيوية التابع للأكاديمية الروسية للعلوم). - لهذا ، يتم ربط شظايا المستضد عن طريق الهندسة الوراثية ببعض بروتينات العاثيات القادرة على التجمع في هياكل مرتبة ، مثل الأنابيب أو المجالات.

كما يشرح العالم ، تشبه هذه الهياكل بخصائصها جزيئات الفيروسات المسببة للأمراض ، على الرغم من أنها في الواقع لا تشكل أي خطر على الإنسان والحيوان. من المرجح أن يتعرف الجهاز المناعي على مثل هذه الجسيمات الشبيهة بالفيروسات ويطور بسرعة استجابة الأجسام المضادة. هذه هي الطريقة لإنشاء لقاح محسّن ، بالإضافة إلى الحماية التقليدية طويلة الأمد ، سيوفر تأثيرًا وقائيًا سريعًا لمنع انتشار المرض في بؤرة العدوى.

مناعة الدودة والخنازير

بافيل بانتيليف ، باحث مبتدئ في المركز التربوي والعلمي لمعهد الكيمياء الحيوية العضوية ، RAS (دكتوراه في الكيمياء) يحب ركوب الدراجة في الجبال. كما أنه يحب دراسة اللافقاريات البحرية ، وبصورة أدق ، الببتيدات المضادة للميكروبات ، التي تحارب البكتيريا في الكائنات الحية بشكل يومي. الببتيدات هي الأخوة الأصغر للبروتينات: فهي تتكون أيضًا من الأحماض الأمينية ، فقط لا يوجد أكثر من خمسين منهم ، وهناك المئات والآلاف من البروتينات.

في بداية كل مقال عن الببتيدات ، يتم كتابة شيء من هذا القبيل: "هناك حاجة ملحة لإنشاء مضادات حيوية جديدة ، لأن المضادات الحيوية القديمة لم تعد تعمل بسبب المقاومة. والببتيدات المضادة للميكروبات لها خاصية رائعة - تم تطوير مقاومة من البكتيريا لهم بصعوبة بالغة ". يقول بافيل إن المركز التعليمي والعلمي الذي أعمل فيه يبحث عن الببتيدات التي تسمح لنا بمقاومة الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

اليوم ، أكثر من 800 من هذه الببتيدات معروفة ، لكن جميعها لا تعمل في البشر. تفشل الأدوية القائمة على الببتيد في التجارب السريرية مرارًا وتكرارًا: لا يمكن العثور على بنى مستقرة تصل إلى المكان الصحيح بالكمية المناسبة ولا تسبب آثارًا جانبية. تميل إلى التراكم في الجسم: على سبيل المثال ، يمكن أن تقتل العدوى ، لكنها لا تخرج مع البول ، بل تبقى في الكلى.

يقول بافيل: نحن ندرس حشرات العليقات البحرية. - جنبا إلى جنب مع زملائنا من معهد الطب التجريبي ، قمنا بعزل اثنين من الببتيدات من ديدان Arenicola marina (دودة الرمل البحرية) ودرسناها. عندما كنت طالبة دراسات عليا ، كنا لا نزال نذهب إلى البحر الأبيض بحثًا عن الديدان ، لكن لم يتم العثور على ببتيدات جديدة فيها. بالطبع ، قد يكون هذا بسبب النقص في تقنية البحث ، ولكن ، على الأرجح ، تحتوي هذه الدودة على اثنين فقط من الببتيدات ، وهذا يكفي للدفاع عن نفسها ضد مسببات الأمراض.

لماذا الديدان ، هل يسهل دراستها؟

الحقيقة هي أن هناك مفهومًا يقضي بأن يكون نظام المناعة الفطري للافقاريات القديمة قويًا جدًا ، لأن العديد منهم لا يعيشون في أفضل الظروف البيئية ولا يزالون موجودين. الآن أحد أهداف بحثي هو ببتيدات السلطعون على شكل حدوة حصان.

يخرج بافيل هاتفه ويظهر شيئًا به قذيفة سلحفاة ومجموعة من أرجل السلطعون المثيرة للاشمئزاز. لا يمكن رؤية هذا إلا في فيلم رعب أو في حلم سيئ.

الجراثيم. يبلغ ارتفاعه الحقيقي حوالي 200 نانومتر. سماكة في الجزء العلوي تسمى الرأس. يحتوي على حمض نووي. الصورة: "قطة شرودنغر"

ومع ذلك ، لا يهم ما تدرسه ، والديدان ، وسرطان حدوة الحصان أو الخنازير ، يستمر بافيل. - في جميع الكائنات الحية ، ستفحص نفس الأنسجة والخلايا التي توجد بها الببتيدات. على سبيل المثال ، خلايا الدم هي العدلات في الثدييات أو الخلايا الدموية في اللافقاريات. في حين أنه من غير المعروف السبب ، يمكن للمرء فقط طرح فرضيات ، بما في ذلك الفرضيات المرحة. الخنزير ليس حيوانًا نظيفًا بشكل خاص ، لذلك فهو يحتاج إلى المزيد من وسائل الحماية لمنع البكتيريا من حمام الطين من إصابة الجسم بشيء. ولكن هناك أيضًا إجابة عالمية: في كل حالة ، يوجد عدد كبير من الببتيدات حسب الضرورة لحماية الجسم.

لماذا الببتيدات أفضل من المضادات الحيوية؟

يتم ترتيب الببتيدات بذكاء. على عكس المضادات الحيوية ، والتي ، كقاعدة عامة ، تعمل على هدف جزيئي محدد ، يتم دمج الببتيدات في جدار الخلية البكتيرية وتشكل هياكل خاصة فيه. في نهاية المطاف ، ينهار غشاء الخلية تحت وطأة وزن الببتيدات ، ويدخل الغزاة ، وتنفجر الخلية نفسها وتموت. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل الببتيدات بسرعة ، ويعد تطور بنية الغشاء عملية غير ملائمة ومعقدة للغاية بالنسبة للبكتيريا. في ظل هذه الظروف ، تقل احتمالية تطوير مقاومة الببتيدات. بالمناسبة ، في مختبرنا ، تتم دراسة الببتيدات ليس فقط من الحيوانات ، ولكن أيضًا من النباتات ، على سبيل المثال ، المركبات الواقية لطبيعة البروتين الببتيد من العدس والشبت. على أساس عينات طبيعية مختارة ، نخلق شيئًا مثيرًا للاهتمام. قد تكون المادة الناتجة هجينًا - شيء بين ببتيد دودة وسرطان حدوة حصان ، كما يؤكد بافيل.

ملاحظة.

نأمل أن يأتي عصر جديد من التحكم الميكروبي في غضون خمس أو عشر أو عشرين عامًا. البكتيريا مخلوقات ماكرة ، وربما تخلق وسائل أقوى للدفاع والهجوم في الاستجابة. لكن العلم لن يقف مكتوفي الأيدي ، حتى يظل النصر في سباق التسلح هذا مع الإنسان.

الإنسان والبكتيريا. استعارات

أصدقاء

طاقم العمل- البكتيريا التي تعيش في أجسادنا. وفقًا لبعض التقديرات ، تتراوح كتلتها الإجمالية من كيلوغرام واحد إلى ثلاثة كيلوغرامات ، وهي من حيث العدد أكثر من الخلايا البشرية. يمكن استخدامها في التصنيع (إنتاج الفيتامينات) ، وصناعة المعالجة (هضم الطعام) ، والجيش (في أمعائنا ، تكبح هذه البكتيريا نمو نظيراتها المسببة للأمراض).

خبراء طعام الضيوف- يستخدم حمض اللاكتيك والبكتيريا الأخرى لإنتاج الجبن والكفير واللبن والخبز ومخلل الملفوف وغيرها من المنتجات.

وكلاء مزدوجونهم في الأساس أعداء. لكنهم تمكنوا من تجنيدهم وإجبارهم على العمل من أجل احتياجات دفاعنا. نحن نتحدث عن اللقاحات ، أي إدخال أنواع مختلفة من البكتيريا في الجسم.

اطفال متبنون- لم تعد هذه بكتيريا ، بل أجزاء من خلايانا - ميتوكوندريا. بمجرد أن أصبحوا كائنات حية مستقلة ، لكن بعد أن اخترقوا غشاء الخلية ، فقدوا استقلاليتهم ومنذ ذلك الحين كانوا يزودوننا بالطاقة بانتظام.

عمال الأسرى- تستخدم البكتيريا المعدلة وراثيا لإنتاج الأدوية (بما في ذلك المضادات الحيوية) والعديد من المواد المفيدة الأخرى.

أعداء

العمود الخامس- بعض البكتيريا التي تعيش في أجسادنا أو على الجلد ، في حالة طبيعية ، يمكن أن تكون غير ضارة تمامًا. لكن عندما يضعف الجسد ، فإنهم يقومون بمكر ينتفضون ويشنون الهجوم. يطلق عليهم أيضا مسببات الأمراض الانتهازية.

قلاع دفاعية- مستعمرات البكتيريا التي تغطي نفسها بالمخاط والأغشية التي تحمي من تأثير الأدوية.

مشاة مدرعة- من بين البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية ، هناك تلك التي يمكن أن تجعل قشرتها الخارجية غير قابلة للاختراق لجزيئات الدواء. قوة المشاة مخفية في طبقة عديدات السكاريد الدهنية. بعد موت البكتيريا ، تدخل هذه الطبقة من الدهون والسكر إلى مجرى الدم ويمكن أن تسبب التهابًا أو حتى صدمة إنتانية.

قواعد التدريب- المواقف التي تعيش فيها السلالات الأكثر مقاومة وخطورة. يمكن لقاعدة تدريب القوات الخاصة البكتيرية أن تكون بمثابة جسم بشري ينتهك مسار تناول المضادات الحيوية.

سلاح كيميائي- تعلمت بعض البكتيريا إنتاج مواد تؤدي إلى تحلل الأدوية وتحرمها من خصائصها العلاجية. على سبيل المثال ، تمنع إنزيمات مجموعة بيتا لاكتاماز عمل المضادات الحيوية من مجموعة البنسلين والسيفالوسبورين.

تنكر- الميكروبات التي تغير الغلاف الخارجي وتركيب البروتين بحيث "لا تلاحظها" الأدوية.

حصان طروادة- تستخدم بعض البكتيريا حيلًا خاصة لهزيمة العدو. على سبيل المثال ، فإن العامل المسبب لمرض السل (Mycobacterium tuberculosis) قادر على الدخول داخل البلاعم - الخلايا المناعية التي تحبس البكتيريا المسببة للأمراض وتهضمها.

جنود خارقين- هذه البكتيريا القوية لا تخاف من عدم وجود أدوية تقريبًا.

عشر وصايا للسلوك المضاد للبكتيريا

1. احصل على التطعيم في الوقت المناسب.

2. استخدم مضادات الميكروبات فقط عندما يصفها طبيب مرخص.

3. مرة أخرى: لا تداوي نفسك بالمضادات الحيوية!

4. تذكر أن المضادات الحيوية لا تساعد في مكافحة الفيروسات. إن علاجهم بالأنفلونزا وأنواع كثيرة من "الزكام" ليس عديم الفائدة فحسب ، بل ضارًا أيضًا. يبدو أن هذا يتم في المدرسة ، ولكن أثناء دراسة VTsIOM ، كان السؤال "هل توافق على القول بأن المضادات الحيوية تقتل الفيروسات وكذلك البكتيريا؟" أجاب 46٪ بنعم.

5. تناول الدواء في تلك الجرعات بالضبط ولمدة أيام عديدة كما هو موصوف من قبل الطبيب. لا تتوقف عن تناوله حتى عندما تشعر بصحة جيدة. "إذا لم تكمل العلاج ، فهناك خطر ألا تقتل المضادات الحيوية جميع البكتيريا التي تسببت في مرضك ، وأن هذه البكتيريا سوف تتحول وتصبح مقاومة. هذا لا يحدث في كل حالة - المشكلة هي أن لا نعرف من قد ينهي العلاج قبل الأوان وبدون عواقب "، كما يعترف خبراء منظمة الصحة العالمية.

6. لا تشارك المضادات الحيوية أبدًا.

7. لا تستخدم الموصوفة سابقا والمتبقية بعد تناول المضادات الحيوية.

8. اغسل يديك. اشرب الماء النظيف فقط.

9. استخدام معدات الحماية أثناء الجماع.

10. تجنب الاتصال الوثيق مع المرضى. إذا مرضت أنت بنفسك ، أظهر النبلاء - لا تحاول إصابة زملائك في الفصل أو الطلاب أو الزملاء. أعني ، ابق في المنزل.