البحث عن المضادَّات الحيوية

تستمرُّ مشكلة مقاومة المضادَّات الحيوية بالتفاقم مؤديةً إلى تراجع قدرة الطب على القضاء على الجراثيم المؤذية في الجسم باستخدام المضادَّات الحيوية الشائعة. وبسبب هذه المشكلة، يعاني مرضى كثيرون من مشكلات مختلفة تتراوح بين الأمراض الشائعة والأخماج الجرثومية الشديدة التي تهدد الحياة.

ولا ريب أن العثور على أشكال مختلفة من المضادَّات الحيوية أو النواتج الطبيعية الببتيدية يعدّ من وسائل التغلُّب على مقاومة المضادّات. لكنَّ اكتشاف هذه التراكيب أمر صعب ويستغرق وقتًا طويلًا. لذا صمَّم علماء حاسوب من الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا خوارزميَّة مضادَّات حيوية تبحث في قواعد البيانات وتستطيع العثور على عشرة أضعاف التراكيب التي تجدها الجهود المجرَّبة سابقًا.

ووُصِفت الخوارزميَّة التي تُدعى فاركويست في الإصدار الأخير من مجلَّة نيتشور مايكروبيولوجي. وقال حسين مهيمني الأستاذ المساعد في قسم علوم الأحياء الحسابي في جامعة كارنجي ميلون خلال مؤتمر صحافي أنَّ خورازميَّة فاركويست أكملت عمليَّة بحث تستغرق مئات الأعوام إن أجريَت باستخدام الوسائل الحسابية التقليدية.

خوارزمية مضادَّات حيويَّة ستسرّع عمليَّة البحث عن أدوية جديدة

وقال مهيمني أنَّ الدراسة ساعدتهم على فهم عالم الأحياء الدقيقة أكثر. إذ أنَّ العثور على أشكال مختلفة من المضادَّات الحيوية لا يسهم في تركيب مضادَّات جديدة فحسب، بل يزوّد علماء الأحياء الدقيقة بمعلومات مهمَّة أيضًا. وقال في المؤتمر الصحافي «تظهر نتائجنا أنَّ المضادَّات الحيوية التي تنتجها الكائنات الدقيقة أكثر تنوُّعًا ممَّا كنَّا نتوقَّع.» وأشار أيضًا إلى أنَّ فاركويست استطاع العثور على أكثر من ألف شكل مختلف من المضادَّات في وقت قصير جدًّا، وقد يلفت انتباه العلماء إلى أنماط وأسرار مهمّة لم تكن ملاحظتها سهلة بالطرق التقليدية.

حلّ مشكلة المقاومة

اعتمد نجاح فاركويست بجزء كبير منه على تقدُّم علم الحواسيب خلال الأعوام القليلة الخالية. وتطوَّرت مؤخَّرًا تقنية المعالجة الرقمية، ما أتاح تحليل العيّنات بسرعة أكبر بدراستها  بمجتمعةً بدلًا من دراستها آحادًا. وأُسِّست الشبكة العالمية الاجتماعية للنواتج الطبيعية الجزيئية عام 2016 لتعزيز الحل، وتمثل هذه الشبكة قاعدة بيانات يجمع فيها الباحثون من أنحاء العالم بيانات عن النواتج الطبيعية وفقًا لأطيافها الكتلية «وهي قيمة تحليلية كيميائية تبيّن توزُّع الشوارد على كتلة المادة.» وقد يعزّز استخدام خوارزميَّات فاركويست مع قاعدة البيانات هذه قدرات البحث عن الأدوية.

وقال مهيمني معلقًا على هذا التضخم المعلوماتي وقدرة العلماء على معالجته «إنَّ البحث عن النواتج الطبيعية بدأ يدخل في حقل البيانات الضخمة، لذا على الباحثين في هذا المجال التهيُّؤ لهذا التحوُّل باستيعاب مفاهيم البيانات الضخمة وخصوصًا بما يتعلَّق بالجمع والتخزين. ويمثّل فاركويست الخطوة الأولى نحو إسهام المجتمع بجمع البيانات الضخمة.»

يؤدّي استخدام المضادّات الحيوية الشائع إلى زيادة انتشار مقاومتها. ويشيع استخدامها في معالجة الأطفال والكهول، لأن مناعتهم أضعف في مواجهة الجراثيم. ويعزى انتشار مقاومة المضادّات إلى استخدامها المتكرّر غير المبني على الحاجة الطبّية، كأن توصف في حالات الأمراض الفيروسية التي لا تتأثر مطلقًا بالمضادّات الحيوية.

إذا لم تُتَّخذ الإجراءات اللازمة فستتفاقم مشكلة مقاومة المضادّات الحيوية أكثر، لكن ونحن نعمل على إيجاد حل لهذه المشكلة، علينا توفير مضادّات حيوية فعَّالة تكافح الجراثيم المقاومة. وستكون هذه الخوارزمية الجديدة أداةً مهمَّةً للتعامل مع آثار مقاومة المضادَّات الحيوية، وستقدّم لعلماء الأحياء الدقيقة معلومات أوسع ما يدفع بعجلة البحث العلمي إلى الأمام.