اكتشف العلماء “كعب أخيل” لاثنين من أخطر بكتيريا الإسهال في العالم

اكتشف العلماء هدفًا مشتركًا تستخدمه العديد من البكتيريا المسببة للإسهال لغزو الأمعاء.

على الرغم من عقود من البحث، لا يزال العلماء لا يملكون لقاحات ضد اثنين من الأسباب الأكثر شيوعًا للإسهال الجرثومي الحاد في العالم: السموم المعوية. الإشريكية القولونية (إيتيك) و الشيغيلة. تصيب مسببات الأمراض هذه مجتمعة مئات الملايين من الأشخاص كل عام، وهي مسؤولة عن أمراض ووفيات كبيرة في مرحلة الطفولة، وخاصة في المناطق منخفضة الموارد.

أحد أسباب صعوبة تطوير اللقاحات هو أن البكتيريا تغير باستمرار الجزيئات السطحية التي تستهدفها اللقاحات عادة. لكن الباحثين في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس لقد كشفت الآن عن ثغرة أمنية مشتركة مخبأة تحت هذه الاختلافات، مما يزيد من إمكانية التوصل إلى لقاح واحد يمكنه الحماية ضد كلا مسببات الأمراض.

اكتشف علماء من جامعة واشو للطب، وجامعة ميسوري، والمركز الدولي لأبحاث أمراض الإسهال في بنغلاديش، أن السم المعوي الإشريكية القولونية (إيتيك)، الشيغيلةوالعديد من البكتيريا الأخرى المسببة للإسهال تعتمد على ثلاثة إنزيمات وثيقة الصلة لاختراق بطانة المخاط الواقية للأمعاء. ومن خلال تحليل عينات من المرضى المصابين والمتطوعين المعرضين للبكتيريا، وجد الفريق أن الأجسام المضادة الموجهة إلى منطقة مشتركة تتقاسمها هذه الإنزيمات يمكن أن تحيد الثلاثة وتمنع البكتيريا من عبور الحاجز المخاطي.

النتائج التي نشرت في بناستشير إلى أن لقاحًا واحدًا يمكن أن يوفر الحماية ضد الأسباب الرئيسية المتعددة للإسهال الشديد.

قال جيمس إم فليكنشتاين، دكتوراه في الطب، وأستاذ الطب في قسم الأمراض المعدية في جامعة واشو للطب والمؤلف الرئيسي المشارك للدراسة: “بالنسبة لشيء شائع جدًا ومميت جدًا للأطفال الصغار، فمن المثير للدهشة أننا ما زلنا لا نملك لقاحًا لأي من مسببات الأمراض هذه”. “الأمر المثير هنا هو أننا وجدنا نوعًا من نقطة الضعف أو نقطة الضعف التي يشتركون فيها والتي قد نكون قادرين على استهدافها للحماية من كليهما.”

كيف تخترق البكتيريا دفاعات الأمعاء

لإثارة المرض، يجب أن تمر مسببات الأمراض المعوية أولاً عبر الطبقة المخاطية السميكة التي تغطي الأمعاء. يساعد هذا الحاجز الوقائي على إبقاء الميكروبات الضارة والبكتيريا المفيدة للجسم بعيدًا عن الأنسجة المعوية. وفقا لفليكنشتاين، فإن منع مسببات الأمراض في هذه المرحلة يمكن أن يمنع العدوى دون تعطيل الكائنات الحية الدقيقة السليمة.

ETEC، الذي يسبب أمراض الجهاز الهضمي على عكس العديد من السلالات غير الضارة الإشريكية القولونية، و الشيغيلة استخدام الإنزيمات ذات الصلة الوثيقة لتحطيم البروتين الرئيسي في المخاط المعوي. وبمجرد اختراق هذا الحاجز، يمكن للبكتيريا إطلاق السموم التي تؤدي إلى الإسهال.

وقد حدد مختبر فليكنشتاين سابقًا أحد هذه الإنزيمات، المسمى EatA، في التسبب في المرض الإشريكية القولونية. تظهر الدراسة الجديدة أن هناك إنزيمين مرتبطين، SepA وPic، يتم إنتاجهما بواسطة الشيغيلة وغيرها من البكتيريا المسببة للإسهال، تؤدي نفس الغرض من خلال مساعدة البكتيريا على اختراق الطبقة المخاطية.

الأجسام المضادة تكشف عن نقطة ضعف مشتركة

من خلال العمل مع المؤلف المشارك علي إليبيدي، دكتوراه، وأستاذ ليو لوب في قسم الطب في جامعة واشنطن لعلم الأمراض والمناعة، قام الباحثون بعزل الأجسام المضادة من المرضى البنغلاديشيين المصابين بشكل طبيعي بـ ETEC بالإضافة إلى المتطوعين الذين شاركوا في دراسات العدوى الخاضعة للرقابة.

ووجد الفريق أن الأجسام المضادة القادرة على حجب EatA قامت أيضًا بتحييد SepA وPic. الأجسام المضادة هي بروتينات ينتجها الجهاز المناعي الذي يتعرف على أهداف محددة ويساعد في القضاء عليها.

استخدم الباحثون في جامعة ميسوري، بما في ذلك المؤلف الأول ديفيد باكلي، الحاصل على درجة الدكتوراه، وهو باحث مشارك في مرحلة ما بعد الدكتوراه، المجهر الإلكتروني بالتبريد، وهي تقنية تجمد الجزيئات بسرعة لالتقاط صور مفصلة للغاية، لتحديد مكان الأجسام المضادة الأكثر فعالية المرتبطة بالإنزيمات.

وحددوا منطقة مشتركة موجودة في الإنزيمات الثلاثة. يشرح هذا الهيكل الشائع كيف يمكن لجسم مضاد واحد أن يعطل أدوات تحليل المخاط التي تستخدمها العديد من مسببات الأمراض. كما أنه يوفر لمطوري اللقاحات هدفًا محددًا يمكن أن يحفز جهاز المناعة لإنتاج أجسام مضادة وقائية قبل التعرض للعدوى.

وقال زاكاري بيرندسن، دكتوراه، أستاذ مساعد في الكيمياء الحيوية بجامعة ميسوري ومؤلف مشارك كبير في الدراسة: “تثبت هذه الدراسة أن EatA هو لقاح مرشح قابل للتطبيق وقادر على توفير الحماية عبر مسببات الأمراض المتعددة”. “من خلال تحديد المناطق الرئيسية في EatA التي يتم استهدافها من خلال تحييد الأجسام المضادة القادرة على تثبيط وظيفتها الأنزيمية، قمنا بإنشاء أساس لتصميم لقاح عقلاني – وهو تقدم كبير نحو تطوير علاجات فعالة لديها القدرة على إنقاذ العديد من الأرواح.”

نحو استراتيجية لقاحات أوسع

يعتمد البحث على دراسات سابقة شملت أطفالًا في دكا، بنغلاديش. ووجدت تلك الدراسات أن الأطفال الذين طوروا بشكل طبيعي أجسامًا مضادة ضد EatA كانوا أقل عرضة للإصابة بالمرض، في حين أن الأطفال الذين ليس لديهم تلك الأجسام المضادة واجهوا خطرًا أكبر للإصابة بالعدوى.

إن الحاجة إلى لقاحات فعالة تمتد إلى ما هو أبعد من البلدان النامية. تم ربط ETEC بتفشي الأمراض المنقولة بالغذاء في الولايات المتحدة. لأن المختبرات السريرية غالبًا ما تكافح لتمييزها عن غير الضارة الإشريكية القولونية سلالات، قد تمر العديد من الالتهابات دون أن يتم اكتشافها. وأشار فليكنشتاين أيضًا إلى أن علاج هذه الالتهابات بالمضادات الحيوية يساهم في تفاقم مشكلة مقاومة المضادات الحيوية.

ويعمل الباحثون الآن على تطوير الاكتشاف نحو تطوير اللقاح.

وقال فليكنشتاين: “لقد تطورت هذه البكتيريا جنبًا إلى جنب معنا، وأصبحت جيدة جدًا في اختراق دفاعاتنا”. “إذا تمكنا من عرقلة هذه الخطوة الأولى، فلدينا فرصة لوقف هذه العدوى قبل أن تترسخ”.

المرجع: “عدوى الإشريكية القولونية المعوية البشرية (ETEC) تثير الأجسام المضادة التي تحيد على نطاق واسع ميوسينات الإشريكية القولونية المسببة للأمراض والشيجيلا” بقلم ديفيد ب. باكلي، مرجاهان أختار، ماهيما ثابا، آرون شميتز، جاكسون تورنر، تيم جي فيكرز، نازيا خاتون، م. حسنول قيصر، جوناثان أ. كوجين، ديبايان جانجولي، علاء الله شيخ، رينيه إم. ليرد، فريديريك بولي، تشاد ك. بورتر، فرناندو رويز بيريز، مارك جيه. ميلر، فهيمة شودري، توفيقور ر. بويان، فردوسي قادري، سيرجيو تريللو مويو، بريندان دولان، سيورد فان دير بوست، علي إليبيدي، زاكاري تي بيرندسن، وجيمس إم. فليكنشتاين، 15 يونيو 2026، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2614012123

يتم دعم هذا العمل من قبل المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية (NIAID) التابع لـ المعاهد الوطنية للصحة (NIH)، أرقام المنحة R01 AI089894 وR01 AI126887، ومن قبل وزارة شؤون المحاربين القدامى، رقم المنحة 5I01BX001469-05. المحتوى هو وحده مسؤولية المؤلفين ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة أو وزارة شؤون المحاربين القدامى.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.