مدينة روتشستر، ولاية مينيسوتا – يعمل عُلماء — مايو كلينك على إنشاء مكتبة ضخمة من مخططات الحمض النووي لأنواع البكتيريا المسببة للأمراض. وهذه المجموعة الفريدة من السلاسل الوراثية تمثل قاعدة بيانات مرجعية لمساعدة الأطباء على الوصول إلى التشخيصات بسرعة ودقة وتحديد العلاجات الموجَّهة لإمكانيات تحسين نتائج العلاج لدى المرضى.

وكذلك يدرس الباحثون مجموعة البيانات الضخمة هذه في ظل الجهود المبذولة من أجل تطوير علاجات جديدة مُخصصة بحسب الحالة لمكافحة الأمراض المرتبطة بالبكتيريا.

وقد كانت الالتهابات البكتيرية مرتبطةً بأكثر من 7 مليون حالة وفاة حول العالم عام 2019. ومن بين هؤلاء، كانت حوالي 1,3 مليون حالة وفاة نتيجةً مباشرةً للبكتيريا المقاومة للأدوية وفقًا لإحصاءات معاهد الصحة الوطنية.

وقد قالت دكتورة الطب روبين باتيل ، مديرة معمل أبحاث الأمراض المُعدية لدى مايو كلينك: "إننا نعمل على تطوير قاعدة بيانات تسلسل الخريطة الجينية البكتيرية الكلّية وذلك لأن معملنا يقابل بصفة مُنتظمة مُستفردات من البكتيرية غير المعروفة في الممارسات السريرية، فضلًا عن أن هذا التحدي تؤججه أزمة مقاومة مضادات الميكروبات". وأضافت قائلةً: "إن عدم معرفة سلسلة بكتيرية ما يسبب لنا مأزقًا عندما نحاول تحديد ماذا يحدث لدى المريض."

وتشتمل قاعدة البيانات البكتيرية المدعومة جزئيًا من مركز مايو كلينك للطب الشخصي على أكثر من 1200 سلسلة حمض نووي لأنواع البكتيريا المُستخلَصة من مواقع الالتهابات مثل الرئتين والبول والمفاصل والدم. وتقول الدكتورة باتيل إن الكثير من هذه الأنواع البكتيرية لم يتم عمل سلاسل لها من قبل.

كما قالت الدكتورة باتيل: "لا يقتصر الأمر على أن هذه الأنواع الكثيرة لم يتم عمل سلاسل لها من قبل، بل أنها أيضًا لم تتم تسميتها". 

وتمثل الدكتورة باتيل وفريقها جزءًا من الجهود المُشتركة بالاشتراك مع مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها والمراكز المتميزة في جينوم الأمراض من أجل تقديم أوصاف جديدة للأنواع البكتيرية الجديدة. وقد اشتركت وزارة الصحة في ولاية مينيسوتا مع مايو كلينك كشريك رئيسي في هذه الجهود وواحدة من خمس وزارات صحة ولايات مشاركة عبر أنحاء البلاد.

وقد تمكن العلماء من تسمية ووصف ما يقرب من 10000 نوع بكتيري، ولكن من المرجح أن ذلك لا يمثل إلا قدرًا ضئيلًا من إجمالي التنوع البكتيري. وذلك لأن البكتيريا موجودة في كل بيئة على سطح الأرض. وحجم الميكروبات الدقيقة حوالي عُشر قُطر شعرة من شعر الإنسان ولها جدار خارجي واقي سميك ليمكنها من الحياة في البيئات الصعبة مثل أمعاء الإنسان ومجرى الدم. ومع أن الكثير من الخلايا البكتيرية مفيدة لجسم الإنسان، فإن بعضها يسبب الأمراض. وجميع البكتيريا بإمكانها أن تنقسم وتتكاثر تكاثرًا متضاعف، مع حدوث طَّفرات خلال هذه العملية. 

تخطيط مخططات البكتيريا

إن عمل سلاسل حمض نووي بكتيرية يوفر خريطةً تفصيلية لترتيب الأحرف الأربعة التي تمثل الكُتل البنيوية للمعلومات الجينية داخل الميكروب – وهي الأحرف A وـC وـ G وـT. وتقول الدكتورة باتيل إن معرفة التكوين الجينومي لكل سلالة بكتيرية من شأنه أن يفتح الباب أمام عالم من الاكتشافات، مثل إمكانية فهم بنيتها ووظيفتها وما الذي يدعم ظهور سلالة مقاومة للأدوية.

وتشرح الدكتورة باتيل قائلةً: "إن الخرائط الوراثية البكتيرية قد يكون من الصعب عمل سلاسل لها وإعادة هيكلتها لأن أجزاء الحمض النووي في البكتيريا بإمكانها أن تتحرك وتنسخ بعضها البعض. لذا، فإن تجميع كل هذه الأجزاء معًا فرضية معقدة، خاصةً عندما يكون لديك أنواع جديدة وأنت لا تعرف بالتحديد ما الذي تبحث عنه، وتحاول تجزئتها معًا." 

توفير تشخيصات أفضل

باستخدام تقنيات التسلسل المتقدمة، تعمل الدكتورة باتيل وفريقها أيضًا على فك شفرة الحمض النووي البكتيري وعمل خرائط له مباشرةً من عينة مجموعة من المرضى. ومن شأن ذلك أن يساعد على التحديد الدقيق للعدوى البكتيرية الفريدة التي تُصيب المريض ويساعد على توجيه خطط علاج فردية.

كما تقول الدكتورة باتيل إن الأساليب التقليدية تتضمن عدة أيام من تنمية وزراعة البكتيريا في طبق بتري ثم تحديدها. وأثناء هذا الوقت، قد يُعطَى المرضى واحدًا أو أكثر من المضادات الحيوية على أمل القضاء على البكتيريا الضارة، مع أن فريق الرعاية الصحية قد لا يكون على علم بالضبط بما هي هذه البكتيريا أو حتى إن كانت موجودةً أم لا.

الصراع في مواجهة مقاومة المضادات الحيوية

تقول الدكتورة باتيل إن فريقها يقابل بشكل متزايد أنواعًا من البكتيريا المقاومة للأدوية وليس فقط تلك التي تُسمى "البكتيريا المسافرة"، وتشمل العنقودية الذهبية ، والعقدية الرئوية، والإشريكية القولونية ، و الزَّائِفَةُ الزِّنْجارِيَّة. 

وتشرح الدكتورة باتيل قائلةً: "البكتيرية لديها القدرة على إحداث طفرات بنفسها أو بإمكانها أن تكتسب جينات المقاومة من بكتيريا أخرى. وتوجد المئات من أنواع البكتيريا المختلفة التي تعدي المرضى ومن المهم أن يكون لدينا البيانات التي تمكننا من رعاية جميع المرضى حتى ولو كانوا مُصابين بعدوى بكتيريا غير عادية أو لديهم أنواع معقّدة من العدوى."

وتقول الدكتورة باتيل إن فريقها يخطط لمواصلة جهوده لعمل السلاسل. 

كما قالت: "إن توافر الإمكانات التشخيصية والعلاجية اللازمة للتعامل مع عالم من الأعداد المتزايدة من البكتيريا المقاومة لمضادات الميكروبات يتطلب الكثير من المعرفة وإنشاء السلاسل".

لمزيد من المعلومات يمكنكم زيارة مدونة: نهج الطب الفردي.

###

نبذة عن مايو كلينك
مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية تلتزم بالابتكار في الممارسات السريرية والتعليم والبحث وتوفير التعاطف والخبرة لكل مَن يحتاج إلى الاستشفاء والرد على استفساراته. لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك، تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية.

جهة الاتصال الإعلامية:

رودا مادسون، مكتب الاتصالات في مايو كلينك، البريد الإلكتروني: newsbureau@mayo.edu

المقالات ذات الصلة