كيف تتفاعل المضادات الحيوية – ترجمة عدنان أحمد الحاجي

How antibiotics interact
Understanding bottleneck effects in the translation of bacterial proteins can lead to a more effective combination of antibiotics / study in ‘Nature Communications’
معرفة تأثيرات تشكّل الاختناقات في ترجمة البروتينات البكتيرية يمكن أن يؤدي إلى دمج أكثر فعالية  بين المضادات الحيوية.

عادة ما يكون التنبؤ بمدى عمل الأدوية عند دمجها* (مزجها) أمرًا صعبًا. في بعض الأحيان ، مضادان حيويان يزيدان من تأثيرهما ويمنعان نمو البكتيريا بشكل أكثر كفاءة مما هو متوقع. في حالات أخرى ، يكون التأثير الناتج من مزج مضادين أضعف من استخدام مضاد واحد. نظرًا لوجود العديد من الطرق المختلفة لدمج الأدوية – كالمضادات الحيوية – فمن المهم أن تكون قادرًا على التنبؤ بتأثير هذه الأدوية بعد دمجها معًا. اكتشفت دراسة جديدة أنه من الممكن غالبًا التنبؤ بمخرجات الدمج (التركيب) بين بعض المضادات الحيوية من خلال الوصف الكمي لكيف يعمل كل مضاد حيوي بمفرده. كانت هذه نتيجة دراسة مشتركة أجراها البروفسور توبياس بولينباخ (Tobias Bollenbach) من جامعة كولونيا مع البروفيسور غاسبر تكاتشيك (Gašper Tkačik) وباحث الدكتوراه بور كافتشيتش (Bor Kavčič) من معهد العلوم والتكنولوجيا بالنمسا. تم نشر الورقة البحثية التي عنوانها ” آليات التفاعلات الدوائية بين المضادات الحيوية المثبطة للترجمة البكتيرية (1) ” في مجلة نتشر كوميونكشينز (Nature Communications) (انظر 2).

أوضح بولينباخ (Bollenbach) بقوله: “أردنا معرفة كيف تعمل المضادات الحيوية التي تمنع تخليق البروتين في البكتيريا عندما تُدمج مع بعضها البعض، والتنبؤ بهذه التأثيرات قدر الإمكان ، باستخدام النماذج الرياضية”. كرئيس للمجموعة البحثية المسماة “الفيزياء البيولوجية وبيولوجيا الأنظمة” في جامعة كولونيا ، قام باستكشاف كيف تستجيب الخلايا للأدوية المدمجة (المركبة) والإشارات الأخرى.

الريبوسومات البكتيرية يمكنها أن تترجم تدريجياً تسلسل الحمض النووي للجينات إلى تسلسل أحماض أمينية للبروتينات (والتي تعرف بالترجمة، معلومات عن المصطلح في 1). العديد من المضادات الحيوية تستهدف هذه العملية وتمنع الترجمة. المضادات الحيوية المختلفة تحجب على وجه التحديد الخطوات المختلفة لدورة الترجمة [دورة الترجمة تتكون من ثلاث مراحل: الانطلاق / البداية، والإستطالة والنهاية، مزيد من المعلومات في 1) . اكتشف الباحثون أن التفاعلات بين المضادات الحيوية غالبًا ما تكون ناجمة عن تشكل عنق زجاجة (اختناقات) في دورة الترجمة. على سبيل المثال ، المضادات الحيوية التي تثبط بداية دورة الترجمة ومنتصفها يكون لها تأثيرات أضعف بكثير بعد دمجها.

من أجل توضيح الآليات الأساسية للتفاعلات الدوائية ، ابتكر العلماء اختناقات ترجمة اصطناعية تحاكي جينيًا تأثير مضادات حيوية معينة. إذا وقع هكذا اختناق في منتصف دورة الترجمة ، يتشكل ازدحام حركة الريبوسومات ، والذي يتحلل حينما يتم إدخال عنق زجاجة (اختناق) آخر في بداية دورة الترجمة. باستخدام مجموعة من النماذج النظرية من الفيزياء الإحصائية والتجارب ، أثبت الباحثون أن هذا التأثير يفسر التفاعل الدوائي بين المضادات الحيوية التي تمنع خطوات الترجمة هذه.

وخلص توبياس بولينباخ إلى أن: “المعرفة الكمية لتأثير كل مضاد حيوي بمفرده يسمح لنا بالتنبؤ بتأثير المضادات الحيوية المدمجة دون الحاجة إلى اختبار جميع التركيبات الدمجية بين المضادات الحيوية الممكنة عن طريق التجربة والخطأ. هذه النتيجة مهمة لأنه يمكن تطبيق نفس المقاربة على أدوية أخرى ، مما يسمح بتطوير تركيبات دوائية جديدة [دمج بين دوائين أو أكثر] وفعالة على المدى الطويل بشكل محدد.

مصادر من خارج وداخل النص:
*اخترنا كلمة دمج على كلمة مزج لأن كلمة مزج يكثر استخدامها في السوائل بينما كلمة دمج أعم ، وحيث ان المضادات الحيوية تأتي كمادة سائلة وتأتي كمادة صلبة، فإن كلمة دمج انسب للحالة السائلة والصلبة على السواء للمضاد الحيوي.
1- “الترجمة البكتيرية هي العملية التي يتم بها ترجمة الحمض النووي المرسال mRNA إلى بروتينات في البكتيريا.” اقتبسناه من نص ورد على هذا العنوان : https://ar.wikipedia.org/wiki/ترجمة_بكتيرية
2- https://www.nature.com/articles/s41467-020-17734-z

المصدر الرئيسي:
https://portal.uni-koeln.de/en/universitaet/aktuell/press-releases/single-news/how-antibiotics-interact