آلام الأذن التي تعاني منها سينثيا هورتون هي مادة للكوابيس.
وقالت: “أستطيع أن أستيقظ من نومي وأنا أشعر بألم فظيع، وكأنني أخضع لعملية جراحية لقناة الجذر دون تخدير”. “عندما أجلس، غالبًا ما تبكي أذني من العدوى، بل وتنزف دمًا.”
بعد أن أضعفته بالفعل معركة مدى الحياة مع مرض الذئبة، تم تدمير جهاز المناعة لدى هورتون بسبب جولات من الإشعاع والعلاج الكيميائي بعد عملية جراحية أجريت لها عام 2003 لعلاج ورم سرطاني في أذنها.
أصبحت التهابات الأذن هي القاعدة، وعادة ما يتم تخفيفها عن طريق تناول جرعة من المضادات الحيوية. ولكن مع مرور السنين، أصبحت البكتيريا الموجودة في أذن هورتون البالغة من العمر 61 عامًا مقاومة للمضادات الحيوية، مما يتركها في كثير من الأحيان دون راحة تذكر.
“يمكن لهذه الجراثيم المقاومة للأدوية المتعددة أن تسبب التهابات مزمنة لدى الأفراد لمدة تتراوح من أشهر إلى سنوات وحتى عقود في بعض الأحيان. وقال دواين روتش، الأستاذ المساعد في البكتيريا والأمراض المعدية والمناعة في جامعة ولاية سان دييغو: “من المثير للسخرية مدى خطورة بعض هذه البكتيريا مع مرور الوقت”.
في العام الماضي، عرض الأطباء علاج عدوى هورتون بأحد أقدم الحيوانات المفترسة في الطبيعة، وهي فيروسات صغيرة ذات شكل ثلاثي الأرجل تسمى العاثيات، مصممة للعثور على البكتيريا ومهاجمتها والتهامها.
لقد أنقذت هذه الكائنات المجهرية حياة المرضى الذين يموتون بسبب عدوى البكتيريا الخارقة، ويتم استخدامها في التجارب السريرية كحل محتمل للمشكلة المتزايدة المتمثلة في مقاومة المضادات الحيوية. وفي الولايات المتحدة وحدها، تحدث أكثر من 2.8 مليون حالة عدوى مقاومة لمضادات الميكروبات كل عام.
وتشكل مثل هذه العدوى «تهديدًا عالميًا عاجلًا للصحة العامة»، حيث تقتل 5 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم، وفقًا لإحصائيات عام 2019 الصادرة عن المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض والوقاية منها.
قالت ستيفاني ستراثدي، عالمة وبائيات الأمراض المعدية، والمديرة المشاركة لأول مركز مخصص للعلاج بالعاثيات في أمريكا الشمالية: “تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050، سيموت 10 ملايين شخص سنويًا – أي شخص واحد كل ثلاث ثوانٍ – بسبب عدوى البكتيريا الخارقة”. مركز تطبيقات العاثيات المبتكرة والعلاجات، أو IPATH، في كلية الطب بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو.
كانت هورتون حريصة على إيجاد حل مختلف لالتهابات الأذن المتكررة التي تعاني منها. تم شحن عينات من البكتيريا المقاومة للأدوية من عيادة طبيبها في ولاية بنسلفانيا إلى IPATH بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو على أمل أن يتمكن صائدو العاثيات هناك من العثور على تطابق. لكن ما اكتشفه العلماء بعد ذلك كان غير متوقع.
كانت البكتيريا المستزرعة من أذن هورتون متطابقة تمامًا مع بكتيريا خارقة نادرة موجودة في بعض العلامات التجارية لقطرات العين التي لا تستلزم وصفة طبية والتي كانت تسلب الناس بصرهم وحياتهم.
فجأة، أصبح البحث عن حل لمشكلة هورتون ذا معنى جديد. هل ستساعد البكتيريا الموجودة في أذنها العلماء في العثور على العاثيات التي تعالج التهابات العين أيضًا؟
طويلة الأمد ومعدية
بدأت حالات شديدة من عدوى العين المقاومة للمضادات الحيوية في الظهور في مايو 2022. وبحلول يناير التالي، قال مركز السيطرة على الأمراض إن 50 مريضًا على الأقل في 11 ولاية أصيبوا بعدوى بكتيريا خارقة بعد استخدام الدموع الاصطناعية الخالية من المواد الحافظة. بحلول مايو 2023، انتشر تفشي المرض إلى 18 ولاية: توفي أربعة أشخاص، وفقد أربعة آخرون أعينهم، وأصيب 14 آخرون بفقدان البصر، وأصيب العشرات بالعدوى في أجزاء أخرى من الجسم.
وقالت الدكتورة مارويا والترز، عالمة الأوبئة، التي قادت تحقيقات الدموع الاصطناعية في مركز السيطرة على الأمراض: “إن نسبة قليلة فقط من المرضى أصيبوا بالفعل بالتهابات في العين، مما جعل من الصعب للغاية حل مشكلة تفشي المرض”.
وقال والترز: “لقد رأينا أشخاصاً استعمرهم الكائن الحي يصابون بعدوى المسالك البولية أو الجهاز التنفسي بعد أشهر، على الرغم من أنهم لم يعودوا يستخدمون هذه القطرات”. “نشر أحد المرضى العدوى للآخرين في مرفق الرعاية الصحية.”
وقالت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها إن الجاني كان سلالة نادرة من بكتيريا Pseudomonas aeruginosa المقاومة للأدوية والتي لم يتم التعرف عليها مطلقًا في الولايات المتحدة قبل تفشي المرض.
لم تستخدم هورتون قط قطرات العين، ومع ذلك كانت البكتيريا المستنبتة من أذنها من نفس السلالة النادرة. باستخدام تلك البكتيريا والعينات الأخرى التي أرسلها مركز السيطرة على الأمراض، ذهب العلماء في IPATH على الفور إلى العمل وحددوا أكثر من اثنتي عشرة عاثيات نجحت في مهاجمة العامل الممرض القاتل.
كان هذا الاكتشاف مفتونًا بالعلماء في مركز السيطرة على الأمراض، لدرجة أنهم ذكروا مدى توفر علاج العاثيات للبكتيريا الخارقة على موقع مركز السيطرة على الأمراض.
“لقد طرحت هذه الفكرة، عندما يكون لدينا تفشي المرض الناجم عن البكتيريا مع خيارات العلاج المحدودة، هل يجب أن نفكر في هذه العلاجات البديلة؟” قال والترز.
ما هو هذا المخلوق الصغير الذي يستطيع الإطاحة بالبكتيريا القادرة على تحمل كل الأدوية التي يستطيع العلم الحديث حشدها؟ والأهم من ذلك، هل يمكن أن يصبح العلاج بالعاثيات لاعبًا رئيسيًا في المعركة لإنهاء أزمة البكتيريا الخارقة؟
الحرب المجهرية بداخلنا
بفضل التطور، أصبح لدى أعداد كبيرة من البكتيريا في العالم اليوم عدو طبيعي: فيروسات صغيرة تسمى العاثيات المبرمجة وراثيًا لمهام البحث والتدمير. في هذه اللعبة المجهرية لـ “The Terminator”، تم تصميم كل مجموعة من العاثيات بشكل فريد للعثور على نوع معين من مسببات الأمراض ومهاجمته والتهامه.
وقال بول تورنر، أستاذ علم البيئة والبيولوجيا التطورية في جامعة كاليفورنيا: “كل نوع بكتيري، أو حتى أنماط وراثية بداخله، يمكن أن يكون لديه ذخيرة كاملة من العاثيات التي تهاجمه، باستخدام مجموعة واسعة من الأساليب لدخول الخلية البكتيرية وإضعافها”. جامعة ييل وعضو هيئة التدريس في علم الأحياء الدقيقة في كلية الطب بجامعة ييل في نيو هيفن، كونيتيكت.
ولمواجهة الهجوم، تستخدم البكتيريا مناورات مراوغة مختلفة، مثل التخلص من جلودها الخارجية للقضاء على منافذ الالتحام التي تستخدمها العاثيات للدخول وتدمير العامل الممرض وتفجيره في النهاية إلى أجزاء من المادة اللزجة البكتيرية.
وهذه أخبار جيدة لأن البكتيريا العارية حديثًا قد تفقد مقاومتها للمضادات الحيوية، وتصبح مرة أخرى عرضة للتخلص منها. ومع ذلك، تم إخراج العاثيات من العمل، ولم تعد قادرة على القتال.
لتحقيق أقصى قدر من النجاح، يبحث المتخصصون عن مجموعة متنوعة من العاثيات لمعالجة بكتيريا خارقة سيئة بشكل خاص – وفي بعض الأحيان يقومون بإنشاء مزيج من المحاربين المجهريين الذين يمكنهم مواصلة الهجوم عندما يتم تحييد أحدهم.
هذا ما حدث في عام 2016 لزوج ستراثدي، توم باترسون، أستاذ الطب النفسي المتقاعد في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو. بسبب الإصابة ببكتيريا “Iraqibacter”، وهي بكتيريا مقاومة للأدوية وجدت في رمال العراق، كان باترسون يعاني من فشل متعدد الأعضاء وكان على وشك الموت بشكل خطير. في سباق مع الزمن، تغلبت ستراثدي على عقبات لا تصدق للعثور على العديد من كوكتيلات العاثيات المنقاة وتقديمها لأطباء باترسون.
قالت ستراثدي، العميد المشارك لعلوم الصحة العالمية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو والمؤلفة المشاركة لكتاب “المفترس المثالي: سباق العلماء لإنقاذها” إن إحدى هذه الكوكتيلات تحتوي على عاثية “أخافت البكتيريا كثيرًا لدرجة أنها أسقطت كبسولتها الخارجية”. زوج من بكتيريا قاتلة.”
“لقد كان خائفًا من العاثيات أكثر من المضاد الحيوي، وهذا سمح للمضاد الحيوي بالعمل مرة أخرى. قالت ستراثدي: “لقد كانت تلك اللكمة التي يحتاجها توم”. “بعد ثلاثة أيام، رفع توم رأسه عن الوسادة بعد أن خرج من غيبوبة عميقة وقبل يد ابنته. لقد كانت مجرد معجزة.”
العلاج بالعاثية 3.0
في المختبرات في جميع أنحاء البلاد، ينقل علماء العاثيات البحث والاكتشاف إلى المستوى التالي، أو ما تسميه ستراثدي “العاثية 3.0”. ينشغل العلماء في مختبر تيرنر في جامعة ييل برسم خرائط للعاثيات والمضادات الحيوية الأكثر تكافلية في مكافحة مسببات الأمراض. يقوم مختبر روتش بولاية سان دييغو بالتحقيق في استجابة الجسم المناعية للعاثيات أثناء تطوير تقنيات جديدة لتنقية العاثيات لإعداد عينات للاستخدام الوريدي لدى المرضى.
حاليًا، تُجرى تجارب سريرية لاختبار فعالية العاثيات ضد التهابات المسالك البولية المستعصية، والإمساك المزمن، والتهابات المفاصل، وتقرحات القدم السكرية، والتهاب اللوزتين، والالتهابات المستمرة والمتكررة التي تحدث لدى مرضى التليف الكيسي. عادةً ما تكون حالات العدوى المزمنة الشائعة في التليف الكيسي ناجمة عن سلالات مختلفة من الزائفة الزنجارية المقاومة للأدوية – وهي نفس العامل الممرض المسؤول عن عدوى أذن هورتون وتفشي الدموع الاصطناعية.
يقوم عدد من المختبرات بتطوير مكتبات من العاثيات، مخزنة بسلالات موجودة في الطبيعة والمعروفة بفعاليتها ضد مسببات مرضية معينة. وفي تكساس، تتخذ منشأة جديدة هذه الخطوة إلى الأمام، حيث تعمل على تسريع التطور عن طريق إنشاء العاثيات في المختبر.
وقال أنتوني ماريسو، الأستاذ المشارك في كلية بايلور للطب في هيوستن: “بدلاً من مجرد الحصول على عاثيات جديدة من البيئة، لدينا مفاعل حيوي ينتج في الوقت الفعلي مليارات ومليارات من العاثيات”.
“معظم هذه العاثيات لن تكون نشطة ضد البكتيريا المقاومة للأدوية، ولكن في مرحلة ما سيكون هناك متغير نادر تم تدريبه، إذا جاز التعبير، لمهاجمة البكتيريا المقاومة، وسنضيف ذلك إلى لدينا وقال ماريسو “ترسانة”. “إنه نهج الجيل التالي في مكتبات العاثيات.”
نشر مختبر ماريسو دراسة في العام الماضي حول علاج 12 مريضًا باستخدام العاثيات المخصصة وفقًا للملف البكتيري الفريد لكل مريض. لقد كان نجاحًا محققًا: تم القضاء على البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في خمسة مرضى، في حين أظهر العديد من المرضى تحسنًا.
وقال روتش: “هناك الكثير من الأساليب التي يتم تنفيذها بالتوازي في الوقت الحالي”. “هل نقوم بهندسة العاثيات؟ هل نصنع كوكتيل العاثيات، ثم ما حجم الكوكتيل؟ هل هي عاثيتين أم 12 عاثية؟ هل يجب استنشاق العاثيات أو وضعها موضعيًا أو حقنها عن طريق الوريد؟ هناك الكثير من العمل الجاري بشأن كيفية القيام بذلك على أفضل وجه.”
حتى الآن، كان التلاعب الجيني بالعاثيات أمرًا صعبًا بسبب الطبيعة الانسيابية للمخلوق: “تم تحسين العاثيات الطبيعية من خلال التطور لتكون آلات قتل هزيلة ومتوسطة. قالت إليزابيث فيلا، أستاذة البيولوجيا الجزيئية في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو، والتي تدرس شكلاً جديدًا من العاثيات تسمى العاثيات الضخمة: “لا يوجد مجال كبير لنا للدخول وتغيير الأشياء”.
وقال الدكتور روبرت “تشيب” سكولي، أحد كبار علماء الأمراض المعدية: “تحتوي العاثيات الضخمة على جينومات كبيرة جدًا وتقترب من امتلاك نواة تغلف المادة الوراثية، مما يحميها من بعض الآليات التي تستخدمها البكتيريا ضد العاثيات لتعطيلها”. متخصص في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو وهو المدير المشارك لـ IPATH.
وقال سكولي: “وهذا يمنحها أيضًا مجالًا للهندسة لتصبح أكثر فعالية، لذا فهي عاثيات واعدة جدًا لاستخدامها علاجيًا”.
ستسمح العاثيات ذات الهندسة الوراثية للعلماء باستهداف المزيج الفريد لكل شخص من مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية بدلاً من البحث في مياه الصرف الصحي والمستنقعات والبرك وآسن القوارب وغيرها من مناطق التكاثر الرئيسية للبكتيريا للعثور على العاثيات المناسبة للمهمة.
إلى جانب مكتبات العاثيات، تعد الهندسة الوراثية أيضًا مفتاحًا لإنتاج العاثيات بكميات كبيرة، لتوزيعها على نطاق أوسع. في روسيا وجورجيا، حيث تم استخدام العلاج بالعاثية لعقود من الزمن، يمكن للمرضى شراء كوكتيلات العاثيات من الصيدليات.
لقد لفت كل هذا العمل انتباه مركز السيطرة على الأمراض. بالإضافة إلى استخدام كوكتيل العاثيات لعلاج تفشي البكتيريا الخارقة في الوقت الفعلي، يمكن أن تساعد العاثيات أيضًا في مكافحة مشكلة أوسع، وهي إعادة استيطان الشخص المصاب بنفس البكتيريا الخارقة، حسبما قال والترز من مركز السيطرة على الأمراض.
وقال والترز: “المشكلة هي أنه عندما يصاب المرضى بعدوى بهذه البكتيريا المقاومة للأدوية، فإنهم ما زالوا قادرين على حمل هذا الكائن الحي داخل أجسادهم أو عليها حتى بعد العلاج”. “لا تظهر عليهم أي علامات أو أعراض للمرض، ولكن من الممكن أن يصابوا بالعدوى مرة أخرى، ويمكنهم أيضًا نقل البكتيريا إلى أشخاص آخرين.”
ومع ذلك، إذا كان من الممكن استخدام العاثيات “لإنهاء استعمار” التجمعات البكتيرية داخل شخص شديد الخطورة، “فيمكن للمرضى بالفعل تقليل احتمالية الإصابة بالعدوى وانتشارها إلى الآخرين، وهو ما يمثل جزءًا كبيرًا من المشكلة”، كما قال والترز.
وأضافت: “كنا نفكر في محاولة تطوير مجموعة من العاثيات التي من شأنها أن تكون نشطة ضد عدد كبير من الكائنات الحية المقاومة”. “تُعد الزائفة مكانًا جيدًا للبدء، فهناك أكثر من 140 نوعًا مختلفًا. ولكن هناك العديد من الكائنات الحية الأخرى التي تهددنا والتي نحتاج أيضًا إلى معالجتها.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com