طور باحثون من New England Biolabs وجامعة ييل أول نظام اصطناعي كامل لمهندسة البكتيريوفاجات المستهدفة لـ Pseudomonas aeruginosa، وهي بكتيريا مقاومة رئيسية للمضادات الحيوية. نشر في PNAS، يستخدم الطريقة تسلسلات DNA رقمية لبناء الفيروسات من الصفر، متجاوزًا التحديات التقليدية في تعديل الفاج. تهدف هذه الابتكار إلى تسريع العلاجات ضد تهديدات المقاومة للمضادات الحيوية العالمية.
البكتيريوفاجات، الفيروسات التي تهاجم البكتيريا، استخدمت كعلاجات للعدوى لأكثر من قرن، لكن استخدامها ارتفع وسط ارتفاع مقاومة المضادات الحيوية. في دراسة حديثة في PNAS، قدم علماء من New England Biolabs (NEB) وجامعة ييل اختراقًا: نظام هندسي اصطناعي كامل للفاجات التي تستهدف Pseudomonas aeruginosa، مسبب مرض مقاوم للمضادات الحيوية يشكل مخاطر عالمية. يستفيد النظام من منصة High-Complexity Golden Gate Assembly (HC-GGA) الخاصة بـ NEB، مما يمكن الباحثين من بناء الفاجات بالكامل من مقاطع DNA اصطناعية بدلاً من عينات فيروس طبيعية. جمع الفريق فاج P. aeruginosa باستخدام 28 مقطعًا من هذه، ثم عدّله بإضافة طفرات نقطية، إدراجات، حذف، تبديل جينات ألياف الذيل لتغيير الأهداف البكتيرية، ودمج علامات فلورية لتتبع العدوى في الوقت الفعلي. «حتى في أفضل الحالات، كانت هندسة البكتيريوفاجات مكثفة العمالة للغاية. قضى الباحثون حياتهم المهنية في تطوير عمليات لمهندسة بكتيريوفاجات نموذجية محددة في بكتيريا المضيف»، قال أندي سيكيما، المؤلف الأول المشترك وعالم بحث NEB. «يقدم هذا الطريقة الاصطناعية قفزات تكنولوجية في البساطة والسلامة والسرعة، ممهدًا الطريق لاكتشافات بيولوجية وتطوير علاجي». بخلاف التقنيات التقليدية التي تتطلب مخزونات فيزيائية للفاجات وبكتيريا مضيف محفوفة بالمخاطر، يبني هذا النهج الجينوم بأكمله خارج الخلايا بطريقة خاضعة للرقابة، ثم يفعّله في سلالات مختبر آمنة. يتفوق Golden Gate Assembly مع مقاطع DNA قصيرة، مما يقلل الأخطاء ويتعامل مع تسلسلات معقدة مثل محتوى GC العالي أو التكرارات، مشكلات تعاني منها الطرق الأخرى. نشأ العمل من تعاون NEB-ييل، بدءًا بتحسينات على فاج T7 لـ E. coli قبل التعامل مع أهداف أصعب. تشمل الجهود ذات الصلة ورقة PNAS في نوفمبر 2025 عن فاجات Mycobacterium اصطناعية مع مختبر Hatfull في جامعة بيتسبرغ وAnsa Biotechnologies، ودراسة ACS في ديسمبر 2025 مع جامعة كورنيل عن حساسات بيولوجية قائمة على T7 لـ E. coli لسلامة المياه. «مختبري يبني ‘مطارق غريبة’ ثم يبحث عن الأظافر المناسبة»، لاحظ غريغ لوهمان، محقق رئيسي أول في NEB ومؤلف مشترك في الدراسة. «في هذه الحالة، قالت مجتمع علاج الفاجات: ‘هذا بالضبط المطرقة التي كنا ننتظرها’». يوسع هذا التقدم إمكانيات الفاجات كمضادات حيوية دقيقة، معالجًا أزمة صحية حرجة دون قيود الفيروسات الطبيعية.
