التكنولوجيا الحيوية
استخدام تقنية كريسبر لعكس مقاومة المضادات الحيوية
صعود مقاومة المضادات الحيوية
الالتهابات البكتيرية أقل فتكًا الآن مقارنةً بما كانت عليه قبل ظهور المضادات الحيوية.
«قبل أن نمتلك المضادات الحيوية، كانت الالتهابات مثل الحمى القرمزية قد تؤدي إلى مشاكل في القلب. غالبًا ما كانت الجراحة تؤدي إلى عدوى مميتة في الدم، مثل البكتيريا الدموية أو الإنتان.
نظرًا لأن المضادات الحيوية تنقذ العديد من الأرواح بصمت كل يوم، بدأنا نأخذها كأمر مسلم به. لكن هذا بعيد كل البعد عن كونه افتراضًا آمنًا. تتطور البكتيريا بسرعة كبيرة، وعدم موتها بسبب المضادات الحيوية يشكل ضغطًا تطوريًا قويًا. لذا، من الشائع أن يفقد المضاد الحيوي الجديد كفاءته بعد 10-15 سنة.
الشيء الوحيد الذي أبقى المضادات الحيوية متقدمة على مقاومة البكتيريا هو جهد الباحثين المستمر في اكتشاف جزيئات جديدة عقدًا بعد عقد. هذه حرب صامتة بين الباحثين والعوامل الممرضة.
مؤخرًا، بدأت العوامل الممرضة تنتصر. مقاومة المضادات الحيوية مشكلة متزايدة، خاصةً فيما يتعلق بالأمراض التي تُنقل في المستشفيات. مقاومة المضادات الحيوية تقتل أكثر من 1.27 مليون شخص سنويًا حول العالم. تم اكتشاف عدد قليل جدًا من فئات المضادات الحيوية الجديدة منذ عام 2000.
المصدر: Aphage
ومن الجدير بالذكر، تم اكتشاف أن الميكروبلاستيكات الدقيقة والنانوية المنتشرة في كل مكان تقلل من فعالية المضادات الحيوية. بعض الأساليب الحديثة قد تساعد، مثل البوليمرات المضادة للبكتيريا، لقاحات الـ mRNA، أو المضادات الحيوية الحية التي تُدعى الفاجات.
كل هذه الأفكار الجديدة ستساعد، لكن لا شيء منها يزيل المشكلة التي تكمن في أن البكتيريا تستمر في التكيف بسرعة مع المضادات الحيوية والأساليب المضادة للبكتيريا الجديدة.
مفهوم آخر تم اكتشافه مؤخرًا من قبل باحثين في جامعة كاليفورنيا، حيث “يُلوث” مجموعات البكتيريا لتفقد مقاومتها للمضادات الحيوية، مستفيدًا من نظام تحرير الجينات كريسبر.
نشروا نتائجهم في دراسة¹ بعنوان “A conjugal gene drive-like system efficiently suppresses antibiotic resistance in a bacterial population”.
تحويل كريسبر إلى مضاد حيوي
جهد طويل الأمد
طور العلماء في عام 2019قائمة على كريسبر أداة تُسمى Prokaryotic-Active Genetics (Pro-AG).
إنه يعطل الجينات التي تشفر لعوامل مقاومة المضادات الحيوية الموجودة على بلازميد (قطعة من الحمض النووي الدائري الشائع في البكتيريا) عن طريق الإدخال الدقيق في الجينات المستهدفة، مما يُعطلها. أثبت هذا النهج واعدًا، حيث يتفوق على أساليب كريسبر التقليدية للقطع والتدمير لمقاومة المضادات الحيوية بأكثر من 100 مرة.
طور الفريق نظامًا من الجيل الثاني يُدعى Pro-Active Genetics (Pro-AG) يُسمى pPro-MobV.
المصدر: Antimicrobials & Resistance
تم تصميم هذه التقنية المحدثة ليس فقط لإزالة مقاومة المضادات الحيوية، بل أيضًا للانتشار عبر المجتمعات البكتيرية وتعطيل الجينات التي تجعلها مقاومة للمضادات الحيوية.
قامت بذلك من خلال استغلال “نقل الاقتران” لدى البكتيريا، وهو عملية تشبه التزاوج البكتيري، والتي عادةً تلعب دورًا رئيسيًا في انتشار الجينات المسببة للمقاومة للمضادات الحيوية. هنا، بدلاً من ذلك، انتشر الضعف أمام المضادات الحيوية.
حساسية مضادة للمضادات الحيوية ذات انتشار ذاتي
الفكرة مشابهة لطرق التحكم في السكان المستخدمة في الحشرات، مثلًا، يتم “تلويث” مجموعات البعوض الناقل للملاريا بمتغيرات مختبرية لا تستطيع نقل المرض، وتنتشر الصفة عند تكاثرها.
«مع pPro-MobV نقلنا فكرة محرك الجينات من الحشرات إلى البكتيريا كأداة لهندسة السكان. باستخدام هذه التقنية القائمة على كريسبر يمكننا أخذ عدد قليل من الخلايا وإطلاقها لتحييد مقاومة المضادات الحيوية في مجموعة مستهدفة كبيرة».
البروفسور إيثان بير – كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
أدى هذا الأسلوب إلى تقليل انتشار البكتيريا بنحو 1000 مرة في اختبار مخبري.
اسحب للتمرير →
| الميزة | المضادات الحيوية التقليدية | نهج محرك الجينات كريسبر |
|---|---|---|
| الآلية | يقضي على نمو البكتيريا أو يثبطه | يحذف الجينات المقاومة داخل البكتيريا |
| تطور المقاومة | شائع خلال 10–15 سنة | يستهدف المقاومة مباشرة؛ قد يعكس انتشار المقاومة |
| الانتشار | لا ينتشر بين البكتيريا | يمكنه الانتشار ذاتيًا عبر الاقتران بالبلازميد أو الفاجات |
| التأثير على الأغشية الحيوية | اختراق محدود | أظهر نشاطًا داخل الأغشية الحيوية (في المختبر) |
| الحالة السريرية | معتمد على نطاق واسع ومستخدم | بحث في مرحلة مبكرة (قبل السريرية) |
الأهم من ذلك، أنه يعمل أيضًا على الأغشية الحيوية، وهي شبكة كثيفة من البكتيريا تلتصق بالأسطح وتجعلها غير حساسة للمضادات الحيوية والمعقمات. تشارك الأغشية الحيوية في أخطر العدوى من خلال تشكيل حاجز واقي يحد من قدرة الأدوية على الاختراق بسهولة.
«سياق الأغشية الحيوية لمكافحة مقاومة المضادات الحيوية مهم بشكل خاص لأنه أحد أصعب أشكال نمو البكتيريا التي يصعب التغلب عليها في العيادات أو في البيئات المغلقة مثل برك مزارع الأسماك ومحطات معالجة الصرف الصحي».
البروفسور إيثان بير – كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
القدرة على التأثير على الأغشية الحيوية في محطات الصرف الزراعية قد تقلل جذريًا من انتشار مقاومة المضادات الحيوية إلى الناس.
«إذا تمكنت من تقليل الانتشار من الحيوانات إلى البشر، يمكنك إحداث تأثير كبير على مشكلة مقاومة المضادات الحيوية، حيث يُقدّر أن نصفها تقريبًا يأتي من البيئة».
البروفسور إيثان بير – كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
دمج كريسبر مع البكتريوفاجات
حتى الآن تم تطبيق الطريقة على بلازميدات البكتيريا. ولكن يمكن أيضًا أن تنتشر إلى مجموعات البكتيريا عبر فيروسات متخصصة تهاجم البكتيريا فقط، تُسمى البكتريوفاجات.
قد يجعل ذلك التقنية قوية بشكل خاص لعلاج المرضى أو المنشآت الكبيرة، حيث يمكن للفيروسات المعدلة أن تتكاثر ذاتيًا وتنتشر بمفردها.
«هذه التقنية هي واحدة من القليل من الطرق التي أعلمها والتي يمكنها عكس انتشار الجينات المقاومة للمضادات الحيوية بنشاط، بدلاً من مجرد إبطاء أو التعايش مع انتشارها».
جاستن ماير – كلية العلوم البيولوجية بجامعة كاليفورنيا سان دييغو
الخلاصة
مقاومة المضادات الحيوية مشكلة متزايدة، حتى وإن كان الجهد العلمي المتجدد قد يجد، لفترة ما، أدوية جديدة وأساليب مطهرية أخرى لتقليل العواقب.
بفضل الهندسة الجينية الحديثة، قد لا يصبح ظهور مقاومة المضادات الحيوية يومًا ما مصيبة تُصيب أي علاج جديد بعد عقد من الزمن تقريبًا من إطلاقه.
تُظهر هذه الأبحاث مدى تعدد استخدامات تقنية كريسبر، التي انتقلت من آلية جينية مثيرة للاهتمام إلى أداة لعلاج الأمراض الجينية، وتعديل المحاصيل، والآن حتى تخفيف مقاومة المضادات الحيوية.
الاستثمار في تقنية كريسبر
تأسست شركة Editas على يد مكتشفة كريسبر-كاس9 المشتركة جنيفر دودنا. بدأت Editas العمل مع كاس9 لكنها الآن تركز على نسخة مملوكة من كاس12a قامت بتصميمها: AsCas12a.
يمكنك قراءة المزيد عن الخصائص الفريدة لكاس12a في مقالتنا المخصصة “ما هو CRISPR-Cas12a2؟ ولماذا هو مهم؟”.
المصدر: Editas
يمكنك أيضًا قراءة نظرة عامة على جميع شركات جنيفر دودنا في المقالة المقابلة “أفضل شركات جنيفر دودنا للمراقبة.”
تركز Editas على مرض الخلايا المنجلية (SCD) ومرض الثلاسيميا بيتا، وهما مرضان فقدت فيهما السباق للحصول على أول موافقة علاجية أمام المنافسين CRISPR Therapeutics وBlueBirdBio.
بشكل عام، تم تأجيل برنامج SCD (الذي أعيد تسميته مؤخرًا إلى Reni-Cell) عدة مرات، مما أثار قلق المستثمرين، ومنذ ذلك الحين تم إعادة تركيزه على العلاج داخل الجسم للتمييز عن العلاجات المعتمدة بالفعل لمرض الخلايا المنجلية.
مع ذلك، تمتلك Editas براءات اختراع مهمة على كريسبر-كاس12، والتي استخدمها باحثون في جامعة نيو ساوث ويلز بأستراليا لتطوير اختبار شريط كوفيد-19، مما يوضح إمكانات التقنية خارج تحرير الجينات.
تركز Editas على إصدارات كريسبر أخرى غير “الكلاسيكية” كريسبر-كاس9، وقد تكون حقوق الملكية البحثية مفيدة في إقامة شراكات وتوليد إيرادات دون منتج معتمد من إدارة الغذاء والدواء، إلى جانب وجود سيولة مالية تمتد حتى عام 2026.
مع تزايد إثبات كاس12a كطريقة رائدة في تحرير الجينات المتعددة، قد تكون خبرة Editas وتركيز خط أنابيبها على هذا المتغير من كريسبر رهانًا ناجحًا على المدى الطويل.
(يمكنك أيضًا قراءة المزيد عن شركات كريسبر الأخرى في مقالتنا المقابلة “أفضل 5 شركات كريسبر للاستثمار فيها”.)
أحدث أخبار وتطورات سهم Editas (EDIT)
الدراسة المشار إليها
1. كادوال، س.، ستيوارت، إ.س.، أورادكار، أ. وآخرون. نظام شبيه بمحرك جيني تقاربي يضغط بفعالية على مقاومة المضادات الحيوية في مجموعة بكتيرية. NPJ. مضادات الميكروبات & المقاومة. 4، 8 (2026). https://doi.org/10.1038/s44259-026-00181-z
