צוות מחקר בראשות פרופסור שיאנג דיוויד LI מהמחלקה לכימיה באוניברסיטת הונג קונג (HKU) פיתח כלי כימי חדש לחשוף כיצד חיידקים מסתגלים לסביבת המארח ולשלוט בתאי המארח. ניתן להשתמש בכלי זה כדי לחקור אינטראקציות חיידקיות עם המארח בזמן אמת במהלך זיהום, שלא ניתן להשיג בקלות בשיטות אחרות. הממצאים פורסמו לאחרונה ב ביולוגיה כימית של הטבע.
חיידקים פתוגניים, בעוד שהם מונים פחות ממאה, מאיימים מאוד על בריאות האדם בכל רחבי העולם. לדוגמה, Mycobacterium tuberculosis זיהום גורם לשחפת, מה שמוביל ליותר ממיליון מקרי מוות מדי שנה. זו הייתה המחלה המדבקת הקטלנית ביותר בעולם עד שעקף אותה על ידי COVID-19. למרות טיפולים אנטיביוטיים יעילים, שחפת עמידה לתרופות מרובה הפכה לבעיה הולכת וגוברת ברחבי העולם. לכן, הבנה מקיפה יותר של האופן שבו חיידקים מדביקים את המארח האנושי שלהם היא המפתח לפיתוח תרופות וטיפולים חדשים.
כאשר חיידקים פוגשים את המארח שלהם (למשל, תאים אנושיים), הם שולחים 'מתנקשים' (חלבונים של גורמי אלימות) ש'חוטפים' שחקני חלבון חשובים של המארח כדי לזרוע כאוס במהלך פלישה. לכן, חקירה לאילו גורמי ארסיות מפרישים חיידקים ואיזה חלבונים מארח ממוקדים היא חיונית להבנת זיהומים חיידקיים. עם זאת, זה יכול להיות מאתגר ביותר לזהות את שחקני המפתח הללו בין 'הרחובות הצפופים' (מטריקס סלולרי מארח מוגזם).
כדי להתמודד עם האתגר הזה, הקבוצה של פרופסור לי עיצבה חומצת אמינו לא טבעית רב תכליתית בשם photo-ANA המסמנת רק חלבונים של החיידקים המהונדסים אך לא את המארח במהלך ההדבקה. בעזרת ידית האלקין שלה, photo-ANA יכולה להצמיד עם פלואורסצנטי או ביוטין באמצעות תגובה כימית זוכת פרס נובל (כימיה 'קליק'), המאפשרת הדמיה והעשרה של חלבוני החיידק המסומנים מסביבת המארח המורכבת. לפיכך, Photo-ANA משמשת כ'סוכן סמוי' לאיסוף מודיעין ותיוג כל 'המתנקשים' שנשלחו על ידי החיידק. חשוב מכך, photo-ANA נושאת גם קבוצת דיאזירין שיכולה "לאזוק" את חלבוני הארסיות החיידקיים לחלבוני המטרה המארח שלהם בחשיפה לאור אולטרה סגול (UV) – לתפוס אותם תוך כדי מעשה.
באמצעות photo-ANA, הקבוצה של פרופסור לי עיצבה באופן מקיף את העיבוד של סלמונלהחיידקים שעלולים לגרום לשלשול חמור לסביבת המארח וחשפו את יחסי הגומלין הנרחבים בין סלמונלה והמארח במהלך שלבי זיהום שונים, שזיהו אינטראקציות ידועות וכמה אינטראקציות שהתגלו לאחרונה. יתרה מכך, ניתן ליישם בקלות את הגישה המבוססת על פוטו-ANA על חיידקים פתוגניים אחרים ואפילו פתוגנים אחרים כגון פטריות.
בעזרת הכלי הכימי החדש הזה, מדענים יכולים כעת לחקור את פעילות החיידקים בתוך המארח בזמן אמת. בעתיד, הכלי הזה עשוי לעזור לנו לפענח את האינטראקציות הנסתרות של חיידקים קטלניים עם המארח ואת המנגנונים של חיידקי-על עמידים לריבוי תרופות, מה שיקדם את ההבנה שלנו לגבי מחלות זיהומיות ויהווה השראה לטיפולים חדשים.
קישור לכתבת המקור – 2023-01-31 17:19:15
