التماسيح محمية بشكل فريد ضد الالتهابات الفطرية. قد يساعد هذا في يوم من الأيام الطب البشري أيضًا

على مدى ملايين السنين جابت التماسيح وأقاربها كوكبنا ، وقد طوروا أجهزة مناعية قوية للمساعدة في مكافحة الميكروبات التي يحتمل أن تكون ضارة في المستنقعات والممرات المائية التي يسمونها الوطن.

ألقت دراستنا ، التي نُشرت مؤخرًا في Nature Communications ، نظرة فاحصة على البروتينات المضادة للميكروبات المسماة defensins ، الموجودة في تماسيح المياه المالحة. تلعب هذه البروتينات دورًا رئيسيًا في خط الدفاع الأول للزواحف ضد الأمراض المعدية.

مع نمو خطر الميكروبات المقاومة للمضادات الحيوية ، تزداد أيضًا حاجتنا إلى علاجات جديدة وفعالة. هل يمكن أن تحمل دفاعات هذه الوحوش الإجابات للمساعدة في إنشاء موجة جديدة من العلاجات المنقذة للحياة؟

ما هي ديفينسينس؟

الديفينسين هي بروتينات صغيرة تنتجها جميع النباتات والحيوانات. في النباتات ، يصنع الديفينسين عادة في الأزهار والأوراق ، بينما يصنع الديفينسينات الحيوانية بواسطة خلايا الدم البيضاء والأغشية المخاطية (على سبيل المثال في الرئتين والأمعاء). دورهم هو حماية المضيف عن طريق قتل الكائنات المعدية.

وجدت الأبحاث التي أجريت على دفاعات الأنواع النباتية والحيوانية المختلفة أنها يمكن أن تستهدف مجموعة واسعة من مسببات الأمراض المسببة للأمراض. وتشمل هذه البكتيريا والفطريات والفيروسات وحتى الخلايا السرطانية.

الطريقة الأكثر شيوعًا لقتل الدفاعات لهذه العوامل الممرضة هي عن طريق ربط نفسها بالغشاء الخارجي – الطبقة التي تمسك الخلية ببعضها البعض. وبمجرد الوصول إلى هناك ، يُحدث الدفينسين ثقوبًا في الغشاء ، مما يتسبب في تسرب محتويات الخلية ، مما يؤدي إلى قتل الخلية في هذه العملية.

ما الذي يميز تمساح defensins؟

على الرغم من العيش في المياه القذرة ، نادرًا ما تصاب التماسيح بالعدوى رغم أنها غالبًا ما تصاب أثناء الصيد والقتال من أجل الأرض. هذا يشير إلى أن التماسيح لديها جهاز مناعي قوي. أردنا أن نفهم بشكل أفضل كيف تكيفت دفاعاتها بمرور الوقت لحمايتها في هذه البيئات القاسية.

من خلال البحث في جينوم تمساح المياه المالحة ، وجدنا أن أحد مركبات الديفينسين ، المسمى CpoBD13 ، كان فعالاً في قتل الفطريات. المبيضات البيض – السبب الرئيسي للعدوى الفطرية البشرية في جميع أنحاء العالم. على الرغم من أن بعض أنواع الدفاعات النباتية والحيوانية قد ثبت في السابق أنها تستهدف المبيضات البيض، الآلية الكامنة وراء نشاط CpoBD13 المضاد للفطريات هي ما يجعلها فريدة من نوعها.

ذلك لأن CpoBD13 يمكنه تنظيم نشاطه ذاتيًا بناءً على درجة الحموضة في البيئة المحيطة. عند درجة الحموضة المحايدة (على سبيل المثال ، في الدم) يكون الديفينسين غير نشط. ومع ذلك ، عندما يصل إلى موقع عدوى به درجة حموضة أقل حمضية ، يتم تنشيط الديفينسين ويمكن أن يساعد في إزالة العدوى. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة هذه الآلية في ديفينسين.

اكتشف فريقنا هذه الآلية من خلال الكشف عن بنية CpoBD13 باستخدام عملية تسمى علم البلورات بالأشعة السينية. يتضمن هذا “تصوير” بلورات البروتين المزروعة في المختبر بأشعة سينية عالية الطاقة ، وهو ما تمكنا من القيام به في السنكروترون الأسترالي.

هل الفطريات حقا تهديد لصحة الإنسان؟

بالمقارنة مع الالتهابات البكتيرية والفيروسية ، غالبًا ما لا يُنظر إلى الالتهابات الفطرية على أنها خطيرة. بعد كل شيء ، فإن الأوبئة عبر تاريخ البشرية لم تتسبب إلا في السابق. في الواقع ، تُعرف الفطريات بشكل شائع بين عامة الناس بأنها تسبب التهابات في قدم الرياضي وأظافر أصابع القدم – وهي حالات بالكاد تهدد الحياة.

لكن الفطريات يمكن أن تسبب مشاكل خطيرة على صحة الإنسان ، وخاصة في الأشخاص الذين يعانون من ضعف في جهاز المناعة. على الصعيد العالمي ، تُعزى حوالي 1.5 مليون حالة وفاة سنويًا إلى الالتهابات الفطرية.

ترسانتنا الحالية من مضادات الفطريات تقتصر على حفنة من الأدوية فقط. علاوة على ذلك ، لم يكن لدينا فئة جديدة من العلاجات المضادة للفطريات منذ أوائل القرن الحادي والعشرين. ومما زاد الطين بلة ، أن الإفراط في استخدام الأدوية المضادة للفطريات الموجودة لدينا أدى إلى ظهور بعض السلالات الفطرية المقاومة للأدوية.

كما أدى ارتفاع درجات الحرارة العالمية إلى جعل المناطق الأكثر برودة أكثر ملاءمة للفطريات المسببة للأمراض. تم ربط تغير المناخ حتى بظهور أنواع جديدة مقاومة للأدوية ، مثل المبيضات أوريس.

اقرأ المزيد: الشرح: ما هي المبيضات أوريس ومن هو المعرض للخطر؟

طريق طويل من التماسيح إلى العيادة

في البحث عن أدوية جديدة ، تعتبر دراستنا وما شابهها مهمة للعثور على مضادات حيوية محتملة في المستقبل. من خلال وصف دفاعات التماسيح ، قمنا بتوفير الأساس اللازم لتطوير CpoBD13 إلى مضاد فعال للفطريات. ومع ذلك ، فإن إجراء التجارب السريرية عملية طويلة ومكلفة. من الاكتشاف الأولي ، قد يستغرق الأمر ما بين خمس و 20 عامًا للحصول على موافقة دواء جديد.

في الوقت الحالي ، يمكن أن تضر العلاجات القائمة على البروتين في بعض الأحيان عن غير قصد بالخلايا السليمة للشخص. من خلال استخدام معرفتنا بدفاعات التمساح ، يمكننا على الأرجح هندسة بروتينات أخرى للتعامل مع آلية استشعار الأس الهيدروجيني CpoBD13. وبالتالي ، فإنهم “يتحولون” فقط عند الوصول إلى العدوى.

على الرغم من أن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به قبل أن نرى التماسيح الدفاعية في العيادة ، فإننا نأمل في يوم من الأيام أن نسخر القوة الأولية الفريدة لجهاز مناعة التمساح للمساعدة في المعركة العالمية ضد الأمراض المعدية.