مضاد حيوي طبيعي جديد من البكتيريا
القبة نيوز - تشكل الأحياء البحرية النادرة في قاع البحار والمحيطات صيدلية طبيعية يستمد منها العلماء العقاقير الطبية الجديدة لعلاج الأمراض الشائعة والمستجدة، ولكن بمجرد اكتشاف مادة فعالة جديدة في كائن ما، تستهلكه الشركات المنتجة للأدوية بطريقة جائرة تهدد بقاء الكائنات الحية واتزانها البيئي.
وللتغلب على هذه المعضلة الشائكة، قام فريق من الباحثين الدوليين من ألمانيا وكندا وأستراليا بإنتاج مستحضر صيدلاني مكتشف حديثا لأول مرة في المختبر عن طريق التكنولوجيا الحيوية، ونشرت نتائجهم في دورية "غرين كيمستري" (Green Chemistry).
مضاد حيوي طبيعي
رأى توماس بروك عالم الكيمياء الحيوية في جامعة ميونيخ التقنية (Technical University of Munich, TUM) مرجان سوط البحر لأول مرة على عمق 18 مترا تحت سطح الماء منذ 17 عاما في جزر الباهاما أثناء غوصه.
ينتج سوط البحر "أنتيلوجورجيا إليزابيثي" (Antillogorgia elisabethae) الذي ينمو في جزر الباهاما عاملا نشطا يقتل بكتيريا مرض السل المقاوم للأدوية المتعددة، وهي سلالات من عصيات السل المقاومة لجميع الأدوية الرئيسية المضادة للمرض.
يسمي هذا العامل النشط "إروغورغياين" (Erogorgiaene)، وهو عبارة عن مادة غلوكوزيدات ثنائية التتربين والتي لها نشاط قوي مضاد للالتهابات تم إثباته بالتجارب السريرية للمرحلة الثانية.
استخدام سوط البحر كمصدر للمواد الخام لن يكون مجديا من الناحية الاقتصادية ولا البيئية، حيث يتم الحصول عليها حصريا من الاستخراج غير المستدام للشعاب المرجانية، مما يشكل خطرا على وجودها.
ورغم إمكانية إنتاج "إروغورغياين" عبر التخليق الكيميائي التقليدي، فإنه متعدد الخطوات ومعقد للغاية ومرتبط بالنفايات السامة، وليس اقتصاديا، حيث يكلف كيلو العامل النشط منه حوالي 21 ألف يورو.
من أجل التغلب على هذه الصعوبات، درس بروك التخليق الحيوي لهذا المضاد الحيوي الطبيعي الجديد الذي ينتجه سوط البحر، وتمكن هو وزملاؤه من إنتاجه بطريقة مستدامة في المختبر بسرعة وفعالية كبيرة.
طريقة مستدامة جديدة
يقول بروك لموقع أخبار الجامعة التقنية في ميونيخ، في البيان الصحفي الصادر في 17 أغسطس/آب الماضي "إذا أردنا حماية الشعاب المرجانية في العالم، فعلينا أن ننتج مثل هذه المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيا، من خلال عمليات مستدامة".
وجنبا إلى جنب مع فريقه في الجامعة التقنية في ميونيخ، تمكن بروك من إنتاج هذا العنصر النشط لسوط البحر في المختبر لأول مرة، دون الحاجة إلى الشعاب المرجانية.
تتكون الطريقة الجديدة من خطوتين فقط: يتم العمل الرئيسي فيهما بواسطة بكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli) المُحسَّنة وراثيا، والتي تتغذى على الجلسرين، وهي مادة متبقية من إنتاج الديزل الحيوي.
تولد البكتيريا جزيئا يمكن تحويله بعد ذلك إلى العامل النشط المطلوب باستخدام خطوة إنزيمية انتقائية للغاية، ولا يتم إنتاج أي نفايات من هذه العملية، وتم تسجيل براءة اختراع لطريقة الإنتاج المبتكرة.
وتقلل التكنولوجيا الحيوية المستدامة من تكاليف الإنتاج بطريقة أكثر ملاءمة للبيئة، وستكون تكاليف إنتاج مادة "إروغورغياين" حوالي 9000 يورو للكيلو فقط، كما يؤكد بروك.
أمل كبير للعلاج
يعمل فريق البحث الآن على إنتاج عامل نشط آخر من الشعاب المرجانية باستخدام التكنولوجيا الحيوية، حيث يتم تحويل جزيء مادة "إروغورغياين" إلى العامل النشط "سودوبتروبسين" (Pseudopteropsin) في المختبر.
ويعلق المهنيون الطبيون أملا كبيرا على "سودوبتروبسين"، بعد أن أظهرت الدراسات السريرية أنه يثبط الالتهابات بفضل آلية عمل جديدة، وبالتالي، فهو مرشح علاجي محتمل للسيطرة على التفاعلات الالتهابية المفرطة، على سبيل المثال في حالة العدوى الفيروسية، مثل مرض "كوفيد-19″، أو أثناء الالتهابات المزمنة المرتبطة بالعمر.
وتساعد هذه التقنيات في الحفاظ على التنوع البيولوجي الهش للنظام البيئي للشعاب المرجانية، وفتح مسار سريع لتطوير العوامل النشطة الجديدة والتي من المتوقع أن تقتحم عالم الصناعات الدوائية بعد التجارب السريرية.
وللتغلب على هذه المعضلة الشائكة، قام فريق من الباحثين الدوليين من ألمانيا وكندا وأستراليا بإنتاج مستحضر صيدلاني مكتشف حديثا لأول مرة في المختبر عن طريق التكنولوجيا الحيوية، ونشرت نتائجهم في دورية "غرين كيمستري" (Green Chemistry).
مضاد حيوي طبيعي
رأى توماس بروك عالم الكيمياء الحيوية في جامعة ميونيخ التقنية (Technical University of Munich, TUM) مرجان سوط البحر لأول مرة على عمق 18 مترا تحت سطح الماء منذ 17 عاما في جزر الباهاما أثناء غوصه.
ينتج سوط البحر "أنتيلوجورجيا إليزابيثي" (Antillogorgia elisabethae) الذي ينمو في جزر الباهاما عاملا نشطا يقتل بكتيريا مرض السل المقاوم للأدوية المتعددة، وهي سلالات من عصيات السل المقاومة لجميع الأدوية الرئيسية المضادة للمرض.
يسمي هذا العامل النشط "إروغورغياين" (Erogorgiaene)، وهو عبارة عن مادة غلوكوزيدات ثنائية التتربين والتي لها نشاط قوي مضاد للالتهابات تم إثباته بالتجارب السريرية للمرحلة الثانية.
استخدام سوط البحر كمصدر للمواد الخام لن يكون مجديا من الناحية الاقتصادية ولا البيئية، حيث يتم الحصول عليها حصريا من الاستخراج غير المستدام للشعاب المرجانية، مما يشكل خطرا على وجودها.
ورغم إمكانية إنتاج "إروغورغياين" عبر التخليق الكيميائي التقليدي، فإنه متعدد الخطوات ومعقد للغاية ومرتبط بالنفايات السامة، وليس اقتصاديا، حيث يكلف كيلو العامل النشط منه حوالي 21 ألف يورو.
من أجل التغلب على هذه الصعوبات، درس بروك التخليق الحيوي لهذا المضاد الحيوي الطبيعي الجديد الذي ينتجه سوط البحر، وتمكن هو وزملاؤه من إنتاجه بطريقة مستدامة في المختبر بسرعة وفعالية كبيرة.
طريقة مستدامة جديدة
يقول بروك لموقع أخبار الجامعة التقنية في ميونيخ، في البيان الصحفي الصادر في 17 أغسطس/آب الماضي "إذا أردنا حماية الشعاب المرجانية في العالم، فعلينا أن ننتج مثل هذه المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيا، من خلال عمليات مستدامة".
وجنبا إلى جنب مع فريقه في الجامعة التقنية في ميونيخ، تمكن بروك من إنتاج هذا العنصر النشط لسوط البحر في المختبر لأول مرة، دون الحاجة إلى الشعاب المرجانية.
تتكون الطريقة الجديدة من خطوتين فقط: يتم العمل الرئيسي فيهما بواسطة بكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli) المُحسَّنة وراثيا، والتي تتغذى على الجلسرين، وهي مادة متبقية من إنتاج الديزل الحيوي.
تولد البكتيريا جزيئا يمكن تحويله بعد ذلك إلى العامل النشط المطلوب باستخدام خطوة إنزيمية انتقائية للغاية، ولا يتم إنتاج أي نفايات من هذه العملية، وتم تسجيل براءة اختراع لطريقة الإنتاج المبتكرة.
وتقلل التكنولوجيا الحيوية المستدامة من تكاليف الإنتاج بطريقة أكثر ملاءمة للبيئة، وستكون تكاليف إنتاج مادة "إروغورغياين" حوالي 9000 يورو للكيلو فقط، كما يؤكد بروك.
أمل كبير للعلاج
يعمل فريق البحث الآن على إنتاج عامل نشط آخر من الشعاب المرجانية باستخدام التكنولوجيا الحيوية، حيث يتم تحويل جزيء مادة "إروغورغياين" إلى العامل النشط "سودوبتروبسين" (Pseudopteropsin) في المختبر.
ويعلق المهنيون الطبيون أملا كبيرا على "سودوبتروبسين"، بعد أن أظهرت الدراسات السريرية أنه يثبط الالتهابات بفضل آلية عمل جديدة، وبالتالي، فهو مرشح علاجي محتمل للسيطرة على التفاعلات الالتهابية المفرطة، على سبيل المثال في حالة العدوى الفيروسية، مثل مرض "كوفيد-19″، أو أثناء الالتهابات المزمنة المرتبطة بالعمر.
وتساعد هذه التقنيات في الحفاظ على التنوع البيولوجي الهش للنظام البيئي للشعاب المرجانية، وفتح مسار سريع لتطوير العوامل النشطة الجديدة والتي من المتوقع أن تقتحم عالم الصناعات الدوائية بعد التجارب السريرية.
