الصور تظهر تأثيرات الريفامبيسين على بكتيريا الإشريكية القولونية
لقد التقط العلماء أول صور مفصلة تكشف كيف يعطل المضاد الحيوي الشائع الريفامبيسين بكتيريا الإشريكية القولونية على المستوى الجزيئي. باستخدام التصوير الطبقي الإلكتروني المتجمد المتقدم، تصور الباحثون ارتباط الدواء بآليات البكتيريا، مما يوقف النمو. النتائج، المنشورة في مجلة Nature، تقدم رؤى جديدة حول آليات المضادات الحيوية.
لقد أنتج باحثون في جامعة بازل في سويسرا صورًا مجهرية استثنائية تظهر تأثير الريفامبيسين، وهو مضاد حيوي يُستخدم على نطاق واسع، على بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli). الريفامبيسين، الذي يُعرف بعلاج السل وغيرها من العدوى البكتيرية، يستهدف إنزيم البوليميراز الريبوزي النووي، الذي يُعد أساسيًا للنسخ البكتيري.
استخدم الدراسة التصوير الطبقي الإلكتروني المتجمد، وهي تقنية تجمد العينات في الثلج الزجاجي للحفاظ على حالتها الطبيعية وتسمح بالتصوير ثلاثي الأبعاد بدقة عالية. كشف هذا الطريقة عن ارتباط الريفامبيسين مباشرة بإنزيم البوليميراز الريبوزي النووي، محاصرًا إياه في مجمع متوقف وممنعًا إطالة سلاسل الريبوزي النووي المرسال. نتيجة لذلك، لا تستطيع البكتيريا إنتاج البروتينات اللازمة، مما يؤدي إلى توقف النمو والموت النهائي.
شرح الباحث الرئيسي ستيفان ريدر من جامعة بازل الأهمية: "توفر هذه الصور رؤية غير مسبوقة لآلية عمل أحد أهم المضادات الحيوية في الاستخدام السريري." تظهر الصور تكتلات كثيفة من مجمعات النسخ المتوقفة تتراكم داخل خلايا E. coli بعد فترة قصيرة من التعرض للدواء، في تناقض مع الخلايا غير المعالجة حيث يسير النسخ بسلاسة.
البحث، الذي يُفصل في ورقة منشورة في مجلة Nature في 16 أكتوبر 2024، يبني على عقود من المعرفة البيوكيميائية حول الريفامبيسين لكنه يمثل أول تصور مباشر لتأثيراته في بيئات بكتيرية حية. سابقًا، اعتمد العلماء على طرق غير مباشرة مثل بلورة الأشعة السينية للمكونات المعزولة. يمكن أن يساهم هذا الاختراق في تطوير مضادات حيوية جديدة وسط ارتفاع مقاومة المضادات الحيوية، على الرغم من أن الدراسة ركزت فقط على E. coli وتفاعلات الريفامبيسين الخاصة.
لم يُحدد جدول زمني سابق للتجربة خارج عملية التصوير، التي حدثت على مدى ساعات عديدة بعد التعرض. يبرز العمل إمكانيات التصوير الطبقي الإلكتروني المتجمد لدراسة تفاعلات الدواء مع البكتيريا، مقدمًا رؤية متوازنة لفعالية المضادات الحيوية دون معالجة قضايا المقاومة الأوسع مباشرة.