التكنولوجيا الحيوية
استخدام CRISPR ل逆 مقاومة المضادات الحيوية
صعود مقاومة المضادات الحيوية
العدوى البكتيرية أقل فتكًا مما كانت عليه قبل إدخال المضادات الحيوية.
“قبل أن نمتلك المضادات الحيوية، يمكن أن تؤدي العدوى مثل الحمى القرمزية إلى مشاكل في القلب. غالبًا ما أدت الجراحة إلى عدوى قاتلة في الدم، مثل البكتيريميا أو السبتيسيميا.”
نظرًا لأن المضادات الحيوية تنقذ حياة العديد من الناس كل يوم بصمت، بدأنا في أخذها كمنح-dr للغاية. ولكن هذا بعيد عن افتراض آمن. البكتيريا تتطور بسرعة كبيرة، وليس موت البكتيريا بسبب المضادات الحيوية ضغط تطوري قوي. لذلك، من الشائع أن تفقد المضادات الحيوية الجديدة فعاليتها بعد 10-15 عامًا.
الشيء الوحيد الذي أبقى المضادات الحيوية في المقدمة من مقاومة البكتيريا كان جهد الباحثين للاستمرار في العثور على جزيئات جديدة عقد بعد عقد. هذا هو حرب صامتة بين الباحثين والممرضات.
最近، بدأت الممرضات في الفوز. مقاومة المضادات الحيوية هي مشكلة متزايدة، خاصة فيما يتعلق بالأمراض التي يتم التعاقد عليها في المستشفيات. قتل مقاومة المضادات الحيوية أكثر من 1.27 مليون شخص سنويًا في جميع أنحاء العالم. تم اكتشاف عدد قليل من فئات المضادات الحيوية الجديدة منذ عام 2000.
مصدر: Aphage
قيم، تم اكتشاف الميكرو والنانو بلاستيكات الشائعة لتقليل فعالية المضادات الحيوية. يمكن أن تساعد بعض المناهج الجديدة، مثل البوليمرات المضادة للبكتيريا، لقاحات mRNA، أو المضادات الحيوية الحية تسمى الفاج.
جميع هذه الأفكار الجديدة ستساعد، ولكن لا شيء منها يزيل مشكلة أن البكتيريا تستمر في التكيف مع المضادات الحيوية وأساليب مكافحة البكتيريا بسرعة.
مفهوم آخر تم اكتشافه مؤخرًا من قبل الباحثين في جامعة كاليفورنيا، والذي “يتلوث” السكان البكتيري بحيث يفقدون مقاومة المضادات الحيوية، باستخدام نظام تحرير الجينات CRISPR.
نشروا نتائجهم في دراسة1 بعنوان “نظام مشابه للدفع الجيني يثبط بكفاءة مقاومة المضادات الحيوية في السكان البكتيري”.
جعل CRISPR مضادًا حيويًا
جهد طويل الأمد
طور العلماء في عام 2019 أداة قائمة على CRISPR تسمى الجينيات الفعّالة للبروكاريوت (Pro-AG).
يؤثر على الجينات التي تشفر عوامل مقاومة المضادات الحيوية التي تحملها البلازميد (قطعة من الدنا الدائري الشائع في البكتيريا) من خلال الإدخال الدقيق في الجينات المستهدفة، وتعطيلها. أثبتت هذه النهج وعدًا كبيرًا، حيث تفوقت على نهج CRISPR القياسي لقطع وتدمير مقاومة المضادات الحيوية بأكثر من 100 مرة.
طور الفريق نظام Pro-Active Genetics (Pro-AG) من الجيل الثاني يسمى pPro-MobV.
تم تصميم هذه التكنولوجيا المتقدمة ليس فقط لإزالة مقاومة المضادات الحيوية، ولكن أيضًا لنشرها عبر مجتمعات البكتيريا وتعطيل الجينات التي تجعلها مقاومة للمضادات الحيوية.
فعلت ذلك من خلال تسليح نفسها ضد البكتيريا “نقل الزوجي”، عملية مشابهة للزواج البكتيري، التي تلعب دورًا رئيسيًا في نشر الجينات التي تسبب مقاومة للمضادات الحيوية. هنا، انتشرت بدلاً من ذلك ضعف المضادات الحيوية.
حساسية المضادات الحيوية التي تنتشر ذاتيًا
الفكرة مشابهة لنهجيات التحكم في السكان المployed في الحشرات، معًا على سبيل المثال، سكان البعوض الحامل للملاريا “ملوث” بالمتغيرات المصنعة في المعمل التي لا يمكنها حمل المرض، وينتشر السمة عند التكاثر.
“مع pPro-MobV، لقد أعدنا التفكير في الدفع الجيني من الحشرات إلى البكتيريا كأداة هندسة سكانية. مع هذه التكنولوجيا الجديدة القائمة على CRISPR، يمكننا أخذ بعض الخلايا وتركها لتحييد AR في سكان الهدف الكبير.”
أستاذ إيثان بير – مدرسة العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
نشرت هذه الطريقة تقليلًا يصل إلى ~1000 مرة في انتشار البكتيريا في اختبار مختبري.
اسحب للتمرير →
| الميزة | المضادات الحيوية التقليدية | نهج CRISPR للدفع الجيني |
|---|---|---|
| آلية | تقتل أو تثبط نمو البكتيريا | تحذف جينات مقاومة المضادات الحيوية داخل البكتيريا |
| تطوير المقاومة | شائع في غضون 10-15 عامًا | يستهدف المقاومة مباشرة؛ قد يعكس انتشار المقاومة |
| الانتشار | لا تنتشر بين البكتيريا | يمكن أن تنتشر ذاتيًا عبر نقل البلازميد أو الفاج |
| تأثيرها على البيوأفلام | اختراق محدود | أظهرت فعالية داخل البيوأفلام (إعداد مختبري) |
| الحالة السريرية | معتمدة على نطاق واسع ومستخدمة | أبحاث مرحلة مبكرة (قبل السريرية) |
الأهم من ذلك، أنها تعمل أيضًا على البيوأفلام، وهي شبكة كثيفة من البكتيريا التي تلتصق بالسطح وتجعلها غير حساسة للمضادات الحيوية والمطهرات. تشارك البيوأفلام في العدوى الأكثر خطورة من خلال تشكيل حاجز حماية يحد من سهولة اختراق الأدوية.
“سياق البيوأفلام لمكافحة مقاومة المضادات الحيوية مهم بشكل خاص لأن هذا هو أحد أشكال نمو البكتيريا الأكثر صعوبة في التغلب عليها في العيادة أو في البيئات المغلقة مثل أحواض المزارع المائية ومحطات معالجة الصرف الصحي.”
أستاذ إيثان بير – مدرسة العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
يمكن أن يؤدي القدرة على التأثير على البيوأفلام في محطات الصرف الصحي والمزارع إلى تقليل انتشار مقاومة المضادات الحيوية إلى الناس بشكل جذري.
“إذا كنت تستطيع تقليل الانتشار من الحيوانات إلى البشر، يمكنك أن يكون لديك تأثير كبير على مشكلة مقاومة المضادات الحيوية لأن نصفها تقريبًا يأتي من البيئة.”
أستاذ إيثان بير – مدرسة العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
معالجة CRISPR مع البكتيريفاج
تم نشر هذه الطريقة حتى الآن في البلازميدات البكتيرية. ولكن يمكن نشرها أيضًا إلى السكان البكتيري من خلال فيروسات متخصصة تهاجم فقط البكتيريا، تسمى البكتيريفاج.
يمكن أن يجعله هذا besonders قويًا لمعالجة المرضى أو المرافق الكبيرة، لأن الفيروسات المعدلة يمكنها التكاثر والانتشار بشكل مستقل.
“تكنولوجيا واحدة من القلائل التي أنا على دراية بها يمكن أن تعكس فعالًا انتشار جينات مقاومة المضادات الحيوية، بدلاً من مجرد إبطاء أو التعامل مع انتشارها.”
جاستن ماير – مدرسة العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
الخلاصة
مقاومة المضادات الحيوية هي مشكلة متزايدة، حتى مع أن الجهد العلمي المتجدد قد يجد، لفترة من الوقت، أدوية جديدة وأساليب مطهرة أخرى للحفاظ على العواقب في حدها.
بفضل الهندسة الوراثية الحديثة، قد لا تكون ظهور مقاومة المضادات الحيوية يومًا ما ضرورة حتمية تضرب أي علاج جديد في عقد أو أكثر بعد إطلاقه.
تظهر هذه الأبحاث قدرة استثنائية على تكنولوجيا CRISPR، التي انتقلت من آليات جينية مثيرة للاهتمام إلى أداة لمكافحة الأمراض الوراثية، وتعديل المحاصيل، وحتى التخفيف من مقاومة المضادات الحيوية.
استثمار تكنولوجيا CRISPR
تأسست Editas من قبل مكتشفي CRISPR-Cas9 جينيفر دودنا. بدأت Editas في العمل مع Cas9 ولكنها الآن تركز على نسخة مملوكة ملكية لCas12a التي صممتها: AsCas12a.
يمكنك قراءة المزيد عن خصائص Cas12a الفريدة في مقالنا المخصص “ما هو CRISPR-Cas12a2؟ ولماذا يهم؟”.
مصدر: Editas
يمكنك أيضًا قراءة نظرة عامة على جميع شركات جينيفر دودنا في المقال المقابل “أفضل شركات جينيفر دودنا للمراقبة.”
تركز Editas على داء الخلايا المنجلية وثلاسيميا بيتا، مرضان خسرت فيه السباق لتحقيق موافقة العلاج الأول لمنافسيها CRISPR Therapeutics وBlueBirdBio.
بشكل عام، برنامج داء الخلايا المنجلية (تم إعادة تسميته مؤخرًا Reni-Cell) تم تأجيله عدة مرات، مما أثار قلقًا بين المستثمرين، وتم إعادة توجيهه منذ ذلك الحين إلى العلاج في الجسم الحي لتمييزه عن علاجات داء الخلايا المنجلية المعتمدة بالفعل.
مع ذلك، تمتلك Editas براءات اختراع هامة على CRISPR-Cas12، التي استخدمها باحثون في جامعة نيو ساوث ويلز، أستراليا، لتنمية اختبار شريطي لفيروس كورونا، مما يظهر إمكانات التكنولوجيا المتجاوزة لتحرير الجينات.
كما وقعت Editas اتفاقية بقيمة 50 مليون دولار مع Vertex في عام 2023 لاستخدام Editas لبراءات اختراع Cas9.
تركز Editas على إصدارات CRISPR الأخرى غير “الكرايسبر الكلاسيكي” CRISPR-Cas9، ويمكن أن يأتي بحثها وتركيز خط أنابيبها على هذا متغير CRISPR في النهاية كرهان رابح في الأجل الطويل.
(يمكنك أيضًا قراءة المزيد عن شركات CRISPR الأخرى في مقالنا المقابل “أفضل 5 شركات CRISPR للاستثمار فيها”.)
أحدث أخبار وأحداث أسهم Editas (EDIT)
الدراسة المذكورة
1. Kaduwal, S., Stuart, E.C., Auradkar, A. et al. نظام مشابه للدفع الجيني يثبط بكفاءة مقاومة المضادات الحيوية في السكان البكتيري. NPJ. Antimicrobials & Resistance. 4, 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z
