اكتشاف مصدر الالتهابات الفطرية القاتلة لدى مرضى زرع نخاع العظم

قضى ديفيد فايس، الباحث في جامعة إيموري، سنوات في دراسة ظاهرة محيرة تسمى المقاومة المتغايرة، حيث يظل جزء صغير من البكتيريا مقاومًا للمضادات الحيوية، بينما يستسلم الباقي.

في الآونة الأخيرة، استخدم فايس فطنته العلمية في التهديد المميت بنفس القدر المتمثل في التهابات مجرى الدم الفطرية لدى المرضى الذين يتلقون عمليات زرع نخاع العظم.

يمكن أن تكون عدوى مجرى الدم قاتلة لدى هؤلاء المرضى، بما في ذلك العدوى من داء المبيضات، وهو نوع من الفطريات التي يمكن أن تعيش في الجهاز الهضمي وأحيانا تصل إلى مجرى الدم، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

دخل فايس في شراكة مع باحثين في مركز ميموريال سلون كيترينج للسرطان بعد أن لاحظ الأطباء هناك العديد من مرضى زرع الأعضاء الذين أصيبوا بعدوى مجرى الدم على الرغم من علاجهم بدواء ميكافونجين المضاد للفطريات، والذي يسمى "بنسلين مضادات الفطريات".

عدوى مهددة للحياة

بالنسبة للمرضى المصابين، كانت هذه حالات عدوى تهدد حياتهم، مع ما يسميه فايس معدل وفيات "مرتفعًا بشكل صادم".

كان الأطباء في سلون كيترينج في حيرة من أمرهم بسبب العدوى التي لم يكن من المفترض أن تحدث.

انضم فايس، الذي كان يدرس ظاهرة المقاومة غير المتجانسة في البكتيريا لسنوات، إلى باحثي سلون كيترينج للبحث عن إجابات.

في ورقة بحثية جديدة نشرت في مجلة Nature Medicine، وصف الفريق كيف عملوا مع متعاونين من جميع أنحاء العالم لجمع 219 سلالة من بكتيريا C. parapsilosis من مرضى في سلون كيترينج ومواقع في فرنسا وألمانيا والصين.

وجدت الدراسة أن المقاومة غير المتجانسة كانت السبب وراء إصابة عدد قليل من المرضى بعدوى مجرى الدم، على الرغم من تلقيهم العلاج الوقائي باستخدام عقار ميكافونجين المضاد للفطريات.

يقول فايس، الأستاذ في كلية الطب بجامعة إيموري ومدير مركز إيموري لمقاومة المضادات الحيوية: "إن الفطريات تحاول فقط البقاء على قيد الحياة، كما نفعل عندما نواجه تهديدًا".

وأضاف: "إنها تنقسم في غضون ساعات، لذا فهي تمر بالعديد من جولات التطور، في كل مرة نستخدم مضادات الفطريات، تكون هذه فرصة للفطريات للذهاب إلى المدرسة وتعلم كيفية البقاء على قيد الحياة. بالنسبة لهم، البقاء على قيد الحياة يعني أنهم يقاومون الدواء، ومن المحتمل أن يسبب مشكلة لنا".

ومن خلال الحفر على مستوى أعمق، استخدم علماء الأحياء الحسابية سلون كيترينج، تشين لياو وجواو كزافييه، نموذجًا للتعلم الآلي للمساعدة في اكتشاف الفطريات المقاومة للتغاير، مما يدل على نهج تشخيصي يثبت المبدأ مع إمكانية اتخاذ قرارات سريرية مستنيرة.

ومع ذلك، كانت الأنماط التي ظهرت معقدة، إذ كان من المرجح أن يكون للسلالات المقاومة للتغاير والحساسة تاريخ تطوري مختلف قليلًا يُعرف باسم مجموعات النشوء والتطور.

وعلى الرغم من أن خوارزمية التعلم الآلي لم تكن ضرورية للغاية لاكتشاف ذلك، إلا أنها ساعدت من خلال التنبؤ بالمقاومة غير المتجانسة بناءً على مجموعة صغيرة فقط من الميزات الجينومية التي يمكن قياسها بسرعة باستخدام الأدوات الموجودة.

يقول لياو: "هناك الآلاف من الطفرات".

وأاضف: "طلبت من الخوارزمية الخاصة بي أن تختار 10 نقاط على الأكثر، إحدى مزايا التعلم الآلي هي أنك لا تحتاج إلى تسلسل الجينوم بأكمله، ما عليك سوى العثور على عدد قليل من النقاط التي تحتوي على معلومات كافية بحيث يمكن التنبؤ بها".

يعتقد مؤلفو البحث أن هذا الابتكار يبشر بالخير لتطوير اختبار بسيط لتحديد الفطريات المقاومة للتغاير في العيادة، لكن فايس يعتقد أن الأمر سيستغرق سنوات من البحث لتحديد الآليات الجزيئية الدقيقة التي تسبب المقاومة غير المتجانسة.

يقول فايس: "في الوقت الحالي، لا يوجد اختبار للمقاومة المتغايرة، ما يجب أن نسعى جاهدين من أجله هو تحليل عينة براز من المريض قبل عملية الزرع، من أجل تحديد ميكروبات الأمعاء أو الفطريات".

وأضاف: "إذا كان لديهم داء باراسيلوسيسيس المقاوم للميكافونجين، فسيكون الأطباء قادرين على اختيار مضاد فطريات مختلف لعلاجه، من خلال العلاج الوقائي أو التخلص من الفطريات الموجودة في الأمعاء قبل إجراء عملية الزرع»، مؤكدا: «لسنا بحاجة لوجود هذه الفطريات هناك لأن ذلك يضع المريض في خطر أكبر بكثير للإصابة بعدوى اختراقية، والتي يمكن أن تسبب الوفاة بسبب ضعف الجهاز المناعي في محاربة العدوى".