عبر استهداف نقطة ضعف جينية.. العلم يقترب من القضاء على أخطر الأمراض التنفسية

قبل ظهور كوفيد-19، كان مرض السل (Tuberculosis) أحد أخطر الأمراض التنفسية المعدية في العالم. هذا المرض الذي يعود تاريخه لأكثر من 9,000 سنة اجتاح أوروبا في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، متسبباً بموت آلاف الأشخاص سنوياً.

وعلى الرغم من تراجع انتشاره في بعض المناطق وقدرته على العلاج والشفاء، إلا أنه لا يزال وباءً في أجزاء أخرى من العالم، وفق ما تصنفه مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) كأخطر مرض معدٍ عالمياً.

عودة السل وانتشاره في الولايات المتحدة

شهد مرض السل ارتفاعاً في أماكن كان يُعتقد أنها قضت عليه، بما في ذلك الولايات المتحدة، حيث ظهر في ولايات كاليفورنيا، كنساس، ماين، نورث كارولاينا، ونيويورك. وزادت حالات الوفاة خلال جائحة كوفيد-19، نتيجة تجنب الناس مراكز الرعاية الصحية خوفاً من الإصابة بالفيروس.

ومؤخراً اكتشف العلماء أن "السل" يمتلك نقطة ضعف جينية قد تكون مفتاح القضاء عليه نهائياً.

بدورها تمكنت شيلي هيدل، أخصائية ميكروبيولوجيا الأمراض المعدية من جامعة ولاية أريزونا، وفريقها من اكتشاف أن البكتيريا لا تستطيع العيش بدون نظام جزيئي يعرف باسم PrrAB. هذا النظام يعمل كقلب ورئتي البكتيريا، فإذا توقف، يتوقف مرض السل تماماً.

وباستخدام تقنية CRISPRi للتداخل الجيني، تمكن الفريق من تعطيل PrrAB، ما أدى إلى موت البكتيريا تقريباً فوراً.

نظام المكونين PrrAB في بكتيريا السل هو نظام إشارات جزيئي مكوَّن من بروتينين رئيسيين: الأول مستقبل حسي يكتشف التغيرات في البيئة المحيطة بالبكتيريا، والثاني منظم مستجيب يتحكم في تشغيل أو كبح الجينات الضرورية. يعمل هذا النظام كمحرك حياة البكتيريا، حيث ينظم الجينات المسؤولة عن التنفس وإنتاج الطاقة الحيوية (ATP)، وبالتالي فإن تعطيله يؤدي إلى توقف البكتيريا عن النمو وموتها، مما يجعله هدفاً علاجياً واعداً لتطوير أدوية قد تكون فعالة ضد جميع أنواع الميكوبكتيريا."

كيف يعمل نظام PrrAB؟

PrrAB ينظم الجينات المسؤولة عن التنفس والفوسفوريلات التأكسدية، وهي العملية التي يُستفاد فيها من الأكسجين لإنتاج جزيء الطاقة الأساسي للخلية ATP. وعندما تم كبح هذا النظام باستخدام CRISPRi، انخفضت أعداد البكتيريا في الزرع بمعدل يقارب مئة ضعف. ومن المفارقات أن القضاء على البكتيريا يتم عبر استهداف نظامها التنفسي الخاص بها.

وهناك خط دفاع آخر ضد البكتيريا، وهو مركب Diarylthiazole-48 (DAT-48)، المعروف سابقاً كمركب تجريبي مضاد للسل، والذي يعمل عن طريق تثبيط PrrAB. وعند دمجه مع تقنية CRISPRi، تم قتل المزيد من البكتيريا، حيث أن تعطيل PrrAB يجعلها أكثر حساسية تجاه DAT-48.

كما وجد الباحثون أن استخدام DAT-48 مع أدوية السل الأخرى مثل Bedaquiline أو Telacebec يزيد من فعاليته، ما يشير إلى أن حساسية البكتيريا للمركب مرتبطة بكيفية تنظيم PrrAB لنظامها التنفسي.

"يظهر DAT-48 نشاطاً قوياً ضد السل ويؤكد أن PrrAB يشكل محوراً تنظيمياً رئيسياً، ما يجعل DAT-48 مرشحاً واعداً للعلاج الموجه ضد السل"، بحسب هيدل.

حتى الآن، لم تُختبر هذه العلاجات على البشر، لكن إذا أثبتت نجاحها في التجارب الحيوانية، قد يصبح مرض السل قريباً من الانقراض تماماً مثل الجدري، مما يمثل طفرة علمية وطبية هائلة في مكافحة هذا المرض القاتل.