كائنات مجهرية قديمة تمهّد الطريق لجيل جديد من المضادات الحيوية
وتوضح الدراسة، التي نُشرت في دورية Nature Microbiology، الإمكانات الكبيرة لهذه الكائنات في إنتاج جيل جديد من المضادات الحيوية، القادرة على مواجهة البكتيريا المقاومة للأدوية.
ويقول المؤلف المشارك في الدراسة سيزار دي لا فوينتي، الأستاذ في الهندسة الحيوية والهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية بجامعة بنسلفانيا، إن "الجهود السابقة في البحث عن المضادات الحيوية ركزت على الفطريات والبكتيريا والحيوانات"، لكن مختبره "قرر التوجه نحو مجال آخر من الحياة لم يُستكشف بعد".
والعتائق هي كائنات مجهرية وحيدة الخلية تُصنف ضمن أحد المجالات الثلاثة الأساسية للحياة على كوكب الأرض، إلى جانب البكتيريا والكائنات حقيقية النوى.
ورغم أن مظهرها تحت المجهر يشبه البكتيريا، فإنها تختلف عنها جذرياً في بنيتها الجينية، وتركيب أغشيتها الخلوية، ومساراتها الكيميائية الحيوية. هذه الخصائص تمنحها قدرة استثنائية على العيش في بيئات شديدة القسوة تُعد قاتلة لمعظم أشكال الحياة الأخرى.
قدرة "العتائق" في التكيف
وتعيش "العتائق" في أماكن شديدة القسوة، مثل الفتحات الحرارية المائية في أعماق المحيطات، والينابيع الحارة الغنية بالأحماض، والبحيرات المالحة، وحتى في الصخور العميقة تحت سطح الأرض.
وجعلت قدرة "العتائق" على التكيف مع درجات الحرارة العالية جداً أو المنخفضة للغاية، والضغوط الهائلة، والتركيزات المرتفعة من الأملاح أو الأحماض أو الغازات السامة، محط اهتمام العلماء بوصفها نموذجاً لدراسة الحياة في الظروف المتطرفة، بل وأيضاً كمصدر محتمل لجزيئات وعمليات بيولوجية فريدة قد تُستخدم في التطبيقات الطبية والصناعية.
ويُعتقد أن العتائق من أقدم أشكال الحياة التي ظهرت على الأرض قبل أكثر من 3.5 مليار سنة، ما يجعلها نافذة على تاريخ التطور البيولوجي، وأداة لفهم كيف يمكن للحياة أن تزدهر في عوالم أخرى خارج كوكب الأرض.
اعتمد الفريق على نسخة مطورة من أداة ذكاء اصطناعي تُسمى APEX، صممت في الأصل لاكتشاف مرشحات لمضادات حيوية في الكائنات القديمة، بما في ذلك حيوانات منقرضة.
قام الباحثون بتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي APEX 1.1 على آلاف "الببتيدات"، وهي جزيئات حيوية تتكون من عدد محدود من الأحماض الأمينية، المعروفة بخصائصها المضادة للميكروبات، إضافة إلى بيانات عن أنواع من البكتيريا الممرضة للإنسان. وقد مكّن تدريب هذا النموذج من التنبؤ بـ"الببتيدات" الموجودة في "العتائق" التي يمكنها إعاقة نمو البكتيريا.
وبعد فحص 233 نوعاً من "العتائق"، حدّد النظام أكثر من 12 ألف مركب محتمل أطلق عليها العلماء اسم "أركياسينز"، واتضح من التحليل الكيميائي أنها تختلف عن "الببتيدات" المضادة للميكروبات، خصوصاً في توزيع الشحنة الكهربائية.
واختبر الفريق 80 مركباً من "الأركياسينز" ضد بكتيريا ممرضة مقاومة للأدوية، وأظهرت النتائج أن 93% منها امتلك نشاطاً مضاداً للميكروبات على الأقل ضد نوع واحد من البكتيريا، كما اختير ثلاثة مركبات للتجربة على نماذج حيوانية، وتمكنت جميعها من إيقاف انتشار بكتيريا مقاومة شائعة في المستشفيات، بعد جرعة واحدة خلال أربعة أيام.
مقاومة المضادات الحيوية تصيب أي شخص بغض النظر عن العمر أو مكان الإقامة .
تحدث طبيعياً لكن سوء الاستخدام يسرّع من انتشارها .
جعلت علاج أمراض مثل الالتهاب الرئوي والسل والسيلان أكثر صعوبة بسبب انخفاض فعالية الأدوية المعتادة .
تؤدي لزيادة مدة البقاء في المستشفى وارتفاع التكاليف الطبية وزيادة الوفيات .
حتى مع تطوير أدوية جديدة، سيظل الخطر قائماً إذا لم تتغير أنماط الاستهلاك وسلوكيات استخدام المضادات الحيوية .
تنتشر عالمياً بمعدلات مقلقة مع ظهور آليات مقاومة جديدة تهدّد القدرة على علاج العدوى الشائعة .
بعض الأمراض أصبحت شبه مستحيلة العلاج بسبب ضعف فعالية المضادات الحيوية .
يزداد الخطر في الدول التي يُسمح فيها بشراء المضادات بدون وصفةطبية أو التي تفتقر لإرشادات علاجية واضحة .
إن لم تُتخذ إجراءات عاجلة، قد ندخل "عصر ما بعد المضادات الحيوية" حيث تصبح العدوى البسيطة قاتلة
.
وأظهرت أحد هذه المركبات فعالية تضاهي "البوليمكسين B"، وهو مضاد حيوي يُستخدم كملاذ أخير في علاج العدوى المقاومة.
يخطط الباحثون لتطوير أداة APEX لتصبح قادرة على التنبؤ بالمضادات الحيوية بناءً على بنيتها الكيميائية، بهدف زيادة دقة النتائج، بالإضافة إلى دراسة فعالية وأمان "الأركياسينز" على المدى الطويل تمهيداً لإجراء تجارب سريرية على البشر.
وقال دي لا فوينتي: "هذه مجرد بداية، فالعتائق التي تمثل أقدم أشكال الحياة، لا تزال تحمل الكثير من الأسرار التي يمكن أن تساعدنا في التفوق على مسببات الأمراض الحالية".
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الشرق الأوسط
منذ 30 دقائق
- الشرق الأوسط
ما سر تمتع بعض الأشخاص بذاكرة قوية في الثمانينات من العمر؟
يفترض الكثيرون أن فقدان الذاكرة والتدهور المعرفي جزء لا مفر منه من الشيخوخة، إلا أن هذا الأمر ليس صحيحاً، حيث يتمتع بعض كبار السن بذاكرة قوية حتى الثمانينات من العمر. وحللت دراسةٌ أجرتها جامعة نورث وسترن الأميركية، واستغرقت 25 عاماً، أدمغة 79 من «المسنّين الخارقين» الذين احتفظوا بذاكرتهم قوية حتى سن الـ80 بشكل يُضاهي من يصغرهم بثلاثة عقود، وذلك لتحديد السمات المشتركة بينهم التي قد تُسهم في مرونتهم العقلية، حسب ما نقلته شبكة «فوكس نيوز» الأميركية. واحتوت بعض الأدمغة على بروتينات الأميلويد والتاو، التي تتراكم عادةً لدى الأشخاص المصابين بمرض ألزهايمر، بينما لم تُظهر أدمغة أخرى أي علامات على هذه السموم. وقالت ساندرا وينتراوب، الباحثة الرئيسية في الدراسة وأستاذة الطب النفسي والعلوم السلوكية وعلم الأعصاب في كلية فاينبرغ للطب بجامعة نورث وسترن: «لقد كان الأمر مفاجئاً بالنسبة لنا حين وجدنا أن أدمغة بعض (المسنّين الخارقين) تحتوي على أعداد كبيرة من هذه البروتينات، على الرغم من حفاظهم على صحتهم الإدراكية». وأضافت: «هذا يعني أنه قد تكون هناك مسارات بيولوجية مختلفة في أدمغة المسنين الخارقين، إحداها مقاومة للبروتينات السامة والأخرى قادرة على التعامل بمرونة معها بحيث تصبح البروتينات بلا تأثير على الدماغ». وفي حين أن أدمغة كبار السن «الطبيعيين» تُظهر ترققاً في القشرة الدماغية -وهي الطبقة الخارجية من الدماغ التي تساعد في اتخاذ القرارات والتحفيز وتنظيم العواطف- فإن أدمغة «المسنّين الخارقين» لم تختبر هذا الأمر. كما وُجد أن «المسنّين الخارقين» يمتلكون عدداً أكبر من «خلايا فون إيكونومو العصبية»، وهي خلايا دماغية تتحكم في السلوك الاجتماعي والوعي. وذكر البيان أن الباحثين وجدوا أيضاً أن هذه المجموعة تمتلك «خلايا عصبية أنتورينالية» أكبر، وهي ضرورية لتقوية الذاكرة. ووصف كريستوفر ويبر، الحاصل على درجة الدكتوراه، والمدير الأول للمبادرات العلمية العالمية في جمعية ألزهايمر في شيكاغو، الذي لم يشارك في الدراسة، النتائج بأنها «مثيرة». وقال ويبر لـ«فوكس نيوز»: «هذه النتائج تُعزز فهمنا لأدمغة الناس مع تقدمهم في السن، وتُقدم رؤية ثاقبة حول ما يجعل البعض مرنين أو مقاومين للتغيرات الدماغية المرتبطة بالعمر». وأضاف: «تظهر الدراسة أن (المسنّين الخارقين) يتمتعون ببنية دماغية أكثر تماسكاً، تُشبه تلك الموجودة لدى البالغين الأصغر سناً بكثير، وهذا يعني أن التدهور المعرفي ليس جزءاً لا مفر منه من الشيخوخة، خصوصاً لدى الأفراد الذين يمتلكون عوامل حماية أكبر تحافظ على صحة الدماغ والإدراك». إلا أن ويبر أشار إلى أن عينة الدراسة صغيرة ولا تُمثل سكان العالم الحقيقي. ومع ذلك، فقد أشار إلى أن النتائج يمكن أن تُساعد العلماء على وضع استراتيجيات أكثر وأفضل لعلاج التدهور المعرفي والوقاية منه.
الشرق الأوسط
منذ ساعة واحدة
- الشرق الأوسط
4 علامات تحذيرية وخفية لسرطان القولون والمستقيم
كشفت دراسة جديدة ارتفاعاً حاداً في معدلات الإصابة بسرطان القولون والمستقيم بين الشباب الأميركيين، وقد لا تظهر أعراض واضحة على المرضى دائماً. وفقاً للجمعية الأميركية للسرطان، يبلغ خطر الإصابة بسرطان القولون والمستقيم مدى الحياة واحداً من كل 24 رجلاً وواحدة من كل 26 امرأة، وفقاً لشبكة «فوكس نيوز». يُعد هذا السرطان ثالث أكثر أسباب الوفاة شيوعاً بين الرجال، والرابع بين النساء، ولكنه ثاني أكثر الأسباب شيوعاً عند جمع أعداد الرجال والنساء. رغم أنه قد لا تظهر أي أعراض لسرطان القولون والمستقيم قبل التشخيص، خصوصاً في المراحل المبكرة، فإنه لا ينبغي إغفال العلامات والأعراض التالية، كما يقول الخبراء: قد تتشابه بعض أعراض المرض مع أسباب أخرى، مثل البواسير، أو العدوى، أو متلازمة القولون العصبي (IBS). لكن تغير عادات التبرز - بما في ذلك الإسهال، أو الإمساك، أو الشعور بامتلاء الأمعاء حتى بعد التبرز - قد يكون علامة على الإصابة بسرطان القولون والمستقيم. أشارت منظمة مكافحة سرطان القولون والمستقيم «فايت سي آر سي»، وهي منظمة رائدة في مجال الدفاع عن حقوق المرضى، على موقعها الإلكتروني إلى كيف يمكن لحركات الأمعاء أن تتغير بسبب النظام الغذائي، والالتهابات، والأدوية، وغيرها من القضايا الطبية. قد يشير التغيير في جدول حركة الأمعاء أو مظهر البراز أيضاً إلى الإصابة بسرطان القولون والمستقيم. ويجب عليك استشارة الطبيب إذا كان شكل برازك غير طبيعي باستمرار، أو إذا كنت تشعر برغبة مفاجئة في التبرز دون السيطرة على الوضع، أو إذا كان لون البراز أسود، أو بلون الطين، أو أحمر، أو بلون أبيض، أو إذا كان هناك مخاط. أفادت منظمة «فايت سي آر سي» على موقعها الإلكتروني بأن الشعور المستمر بعدم الراحة في البطن هو أحد أعراض سرطان القولون والمستقيم. يمكن أن يشمل ذلك الشعور بالألم، والغثيان، والتقلصات، والانتفاخ، أو الشعور بالامتلاء بشكل غير طبيعي، حتى بعد عدم تناول كثير من الطعام. ويوصي الخبراء بمراجعة قسم الطوارئ في حالات آلام البطن الشديدة، وحتى الآلام الخفيفة لا ينبغي الاستهانة بها. قد يكون وجود الدم في البراز علامة رئيسية على الإصابة بسرطان القولون والمستقيم. أكدت منظمة «فايت سي آر سي» أن أي نزف شرجي مهما كانت كميته ليس طبيعياً، ويجب استشارة الطبيب للحصول على التشخيص المناسب. بما أن وجود الدم في البراز من الأعراض الشائعة، فيجب الانتباه إلى مكان وجود الدم، ومدى تكراره، وما إذا كانت حركة الأمعاء مؤلمة. قد يكون فقدان الوزن غير المبرر ناتجاً في بعض الأحيان عن السرطان، ويجب استشارة الطبيب. أوضحت منظمة «فايت سي آر سي» أن فقدان الوزن ناتج عن «استهلاك الخلايا السرطانية لطاقة الجسم» أثناء تكاثرها، حيث يبذل الجهاز المناعي مزيداً من الطاقة لمحاربة الخلايا السرطانية وتدميرها. يمكن أن يؤدي هذا أيضاً إلى الشعور بالتعب والضعف وضيق التنفس.
الشرق الأوسط
منذ 2 ساعات
- الشرق الأوسط
صوتك قد يكشف عن إصابتك بنوع نادر من السرطان
أكدت مجموعة من الباحثين أن نبرة الصوت يمكن أن تساعد في الكشف عن سرطان الحنجرة في وقت أبكر من الطرق الحالية. وفي حين أن التمييز بين نبرة الصوت العادية وبين تلك الخاصة بالمصابين بسرطان الحنجرة مستحيلة بالأذن البشرية، فقد وجد العلماء أن خوارزميات التعلم الآلي قادرة على القيام بهذا الأمر، بحسب ما نقله موقع «ساينس آليرت» العلمي. وفي عام 2021، شُخِّص نحو 1.1 مليون شخص حول العالم بسرطان الحنجرة أو ما يُعرف بسرطان «صندوق الصوت»، وتوفي بسببه نحو 100 ألف شخص. وحالياً، يُشخَّص هذا السرطان من قِبَل متخصصين باستخدام إجراءات جراحية مثل تنظير الأنف بالفيديو وخزعات الأنسجة. ويمكن للأداة الجديدة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي للكشف عن العلامات المبكرة لسرطان الحنجرة باستخدام التسجيلات الصوتية، أن تساعد الأطباء على تحديد المرضى المعرضين للخطر بشكل أسرع. ومن خلال تحليل أكثر من 12 ألف تسجيل صوتي من 306 مشاركين من أميركا الشمالية باستخدام خوارزميات التعلم الآلي، حدد الباحثون التابعون لجامعة أوريغون للصحة والعلوم وجامعة ولاية بورتلاند السمات الصوتية الدالة على الأورام الحميدة أو السرطانية في الحنجرة. وأكدوا أن تقنيتهم الجديدة يمكنها تحديد المصابين بالسرطان، والأورام الحميدة، واضطرابات الصوت. لكنهم أشاروا إلى أن الأمر كان أكثر نجاحاً مع الرجال منه لدى النساء، مؤكدين الحاجة للمزيد من التطوير لتحقيق كفاءة متساوية بين الجنسين.
