منوعات

الوظائف الرئيسية للفيروسات العملاقة الواعدة علاجيا

أصبحت أدوية المضادات الحيوية علاجًا شائعًا للعدوى البكتيرية في أوائل العشريناتذ القرن وظهرت كأداة لتحويل صحة الإنسان. خلال العصر الذهبي للطب، تم تطوير مضادات حيوية جديدة بانتظام حتى منتصف القرن.

ولكن بعد ذلك تطورت البكتيريا. لقد وجدوا طرقًا جديدة للتهرب من العلاج بالمضادات الحيوية، مما يجعل العديد منها عديمة الفائدة. ومع نضوب المصادر الجديدة للمضادات الحيوية، تصاعدت حالات العدوى البكتيرية إلى الأزمة الصحية العالمية الحالية المتمثلة في مقاومة المضادات الحيوية.

ويلجأ العلماء الآن إلى حليف غير عادي، وهو الفيروسات، لمساعدتهم على مواجهة هذا التهديد المتزايد. في الآونة الأخيرة، ركز الباحثون على الفيروسات التي تسمى العاثيات كأداة جديدة لعلاج ونزع سلاح البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية. وقد تم إيلاء اهتمام خاص للعاثيات “الضخمة” ــ الفيروسات المكتشفة مؤخرا والتي تحتوي على جينومات ضخمة للغاية ــ والتي يمكن استغلالها كعوامل توصيل خاصة قادرة ليس فقط على قتل البكتيريا، بل وأيضا مصممة لتوصيل المضادات الحيوية مباشرة إلى مصدر العدوى.

ولكن من أجل تقديم علاجات جديدة باستخدام العاثيات، يجب على العلماء أولاً فهم التركيب البيولوجي الاستثنائي والآليات داخل هذه الفيروسات الغامضة.

اتخذ باحثون من كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو وزملاؤه في معهد علم الجينوم المبتكر بجامعة كاليفورنيا في بيركلي وجامعة شولالونجكورن في بانكوك خطوة كبيرة إلى الأمام في فك رموز العديد من الوظائف الرئيسية للعاثيات العملاقة.

قال جو بوجليانو، الأستاذ في كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو والمؤلف الرئيسي للمقالة الجديدة التي نُشرت في أبريل: “تحتوي هذه العاثيات العملاقة على جينومات كبيرة يمكن من الناحية النظرية التلاعب بها لحمل حمولات تقتل البكتيريا بشكل أكثر فعالية”. 30 في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم. “المشكلة هي أن الجينوم الخاص بهم مغلق، لذا ليس من السهل الوصول إليه. لكننا اكتشفنا الآن بعض عناصره الأساسية.”

كما هو موضح في المقال، ركز البحث الذي قاده تشيس مورغان، وهو طالب دراسات عليا في كلية العلوم البيولوجية، على عاثيات الفيروسات Chimalliviridae العملاقة التي تتكاثر داخل البكتيريا من خلال تشكيل حجرة تشبه النواة داخل خلايا البشر والكائنات الحية الأخرى. تقوم حجرة Chimalliviridae الشبيهة بالنواة بفصل واستيراد بروتينات معينة بشكل انتقائي تسمح لها بالتكاثر داخل البكتيريا المضيفة. لكن كيف كانت هذه العملية التي تحدث جزءًا مربكًا من العملية.

وباستخدام أدوات علم الوراثة وبيولوجيا الخلية الجديدة، حدد مورغان وزملاؤه بروتينًا رئيسيًا، أطلقوا عليه اسم “مستورد بروتين الفيروس Chimallivirus A”، أو PicA، والذي يعمل كنوع من تفريغ الصناديق الليلية، حيث ينقل البروتينات بشكل انتقائي عن طريق السماح بالدخول إلى النواة بالنسبة للبعض ولكن منع الوصول إلى الآخرين. ووجدوا أن PicA ينسق تهريب بروتينات الشحن عبر الغلاف الواقي لنواة العاثيات.

وقال مورغان: “إن حقيقة أن هذا الفيروس قادر على إنشاء هذا الهيكل ونظام النقل المعقدين بشكل لا يصدق أمر لا يصدق حقًا ولم نشهده من قبل”. “ما نعتقد أنه بيولوجيا معقدة عادة ما يكون مخصصًا لأشكال الحياة الأعلى لدى البشر وعشرات الآلاف من الجينات، ولكن هنا نلاحظ عمليات مماثلة وظيفيًا في جينوم فيروسي صغير نسبيًا يتكون من حوالي 300 جين فقط. ربما يكون أبسط نقل انتقائي النظام الذي نعرفه.”

باستخدام CRISPRi-ART، وهي أداة RNA قابلة للبرمجة لدراسة الجينومات، تمكن الباحثون من إثبات أن PicA هو عنصر أساسي في عملية التطوير والتكاثر النووي لفيروسات Chimalliviridae.

قال المؤلف المشارك بن أدلر: “بدون بساطة وتنوع تقنيات كريسبر التي تستهدف الحمض النووي الريبي (RNA)، سيكون من المستحيل تقريبًا طرح هذه الأسئلة والإجابة عليها بشكل مباشر. نحن متحمسون حقًا لرؤية كيف تحل هذه الأدوات الألغاز المشفرة بواسطة جينومات العاثيات”. ، باحثة ما بعد الدكتوراه تعمل تحت إشراف جينيفر دودنا، رائدة تقنية كريسبر الحائزة على جائزة نوبل.

لقد انخرطت البكتيريا والفيروسات في نوع من سباق التسلح لمليارات السنين، حيث تطور كل منهما لمواجهة تكيفات الآخر. ويقول الباحثون إن نظام النقل المتطور PicA هو نتيجة هذه المنافسة التطورية الشديدة والمستمرة. لقد تطور النظام ليصبح مرنًا للغاية وانتقائيًا للغاية، مما يسمح فقط للعناصر المفيدة الرئيسية داخل المركز. وبدون نظام PicA، فإن البروتينات الدفاعية للبكتيريا سوف تدخل إلى الداخل وتخرب عملية تكاثر الفيروس.

تعتبر هذه المعلومات حيوية حيث يعمل العلماء في مبادرة مسببات الأمراض الناشئة الممولة من معهد هوارد هيوز الطبي (HHMI) ومركز تطبيقات وعلاجات العاثيات المبتكرة بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو على وضع الأساس لبرمجة العاثيات وراثيًا في نهاية المطاف لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض القاتلة.

“لم نفهم حقًا كيف يعمل نظام استيراد البروتين أو ما هي البروتينات التي كانت متضمنة من قبل. لذا فإن هذا البحث هو الخطوة الأولى في فهم العملية الأساسية الضرورية لتكرار هذه العاثيات بنجاح.” . شاركت طالبة الدراسات العليا إميلي أرمبروستر في تأليف الورقة. “كلما فهمنا هذه الأنظمة الأساسية بشكل أكبر، كلما تمكنا من تصميم العاثيات بشكل أفضل للأغراض العلاجية.

تشمل الأهداف المستقبلية لهذه الفيروسات المبرمجة وراثيا بكتيريا Pseudomonas aeruginosa، المعروفة بأنها تسبب التهابات تهدد الحياة وتشكل مخاطر على المرضى في المستشفى. وتشمل الأهداف الواعدة الأخرى الإشريكية القولونية والكليبسيلا، التي يمكن أن تسبب التهابات مزمنة ومتكررة، وفي بعض الحالات، تدخل مجرى الدم، وهو ما قد يهدد الحياة.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى