يوفر اكتشاف “المجموعات الضخمة” من المضادات الحيوية استراتيجية جديدة لمحاربة الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية

وكتب ستيفن رذرفورد، خبير العلوم الميكروبية في جينينتيك، في تعليق مصاحب لمجلة Nature، أن هذا “تطور مثير في الجهود المبذولة لإعادة تخزين ترسانة المضادات الحيوية”. “على نطاق أوسع، توفر الدراسة خريطة طريق توضح كيف يمكن استخدام تعدين الجينوم لتحديد المنتجات الطبيعية المضادة للبكتيريا الجديدة واستراتيجيات استخدامها.”

مسار الهجوم لمنتجات Megacluster هو إنتاج البيوتين، المعروف أيضًا باسم فيتامين B7. تعتبر هذه المغذيات ضرورية لنمو وتدهور العديد من مسببات الأمراض البشرية، وعلى وجه الخصوص، فهي عامل مساعد تحتاجه الإنزيمات الأيضية المهمة لتعمل بشكل صحيح. يمكن لبعض البكتيريا أن تلتقط البيوتين من بيئتها، لكنه عادةً ما يكون نادرًا، ولدى البكتيريا مسارات تطورية محفوظة لتصنيعه بنفسها.

وجد براون وزملاؤه مجموعة ضخمة تستهدف البيوتين في العقدية الأنواع التي تمت دراستها على نطاق واسع. العقدية البكتيريا التي تعيش في التربة وتعرف بمناجم الذهب لاكتشاف جزيئات المضادات الحيوية. وقد تم استخلاص العديد من المنتجات الطبيعية منه، بما في ذلك المضاد الحيوي الستربتوميسين، وهو دواء مهم اكتشف في الأربعينيات. وعلى الرغم من ذلك، فقد تم التغاضي عن هذا التجمع الكبير حتى الآن، وربما يرجع ذلك جزئيًا إلى أن البكتيريا في المختبرات غالبًا ما تُزرع في أوساط غنية بالمغذيات.

استراتيجية جديدة

أيضًا، عندما يبحث الباحثون عن مضادات حيوية جديدة في جينومات البكتيريا، يقومون بمسح مجموعات الجينات الحيوية (BGCs) التي قد تكون مسؤولة عن صنع الجزيء. لكن فريق براون حدد مجموعة من أربعة جزيئات – المجموعة الضخمة – التي لا تنتج جزيءًا واحدًا فحسب، بل أربعة جزيئات تعمل بطرق مختلفة لتنشيط مسار البيوتين. كشفت دراسة متأنية أن ثلاثًا من المجموعات أنتجت جزيئات المضادات الحيوية – سترافيدين، وأسيدوميسين، وداباميسين – والتي قامت كل منها بتثبيط إنزيم مختلف في مسار التخليق الحيوي للبيوتين. تنتج بقية المجموعة الرابعة حمض 2-ميثيل-7-كيتو-8-أمينوبيلارغونيك، أو α-Me-KAPA، والذي يبدو أنه جزيء وهمي يحل محل سلائف البيوتين، ويختطف المسار ليعطي مظهر البيوتين الخالي.