طريقة لتتبع البكتيريا بعد عمليات زرع ميكروبات البراز

طوّر باحثون تقنية جديدة لتتبع البكتيريا النافعة بعد عمليات زرع ميكروبات البراز (FMT)، حيث يوفر هذا النهج رؤيةً تفصيليةً لكيفية ترسيخ ميكروبات المتبرع واستمرارها في أمعاء المرضى.

هذا التهج لا يوفر رؤيةً تفصيليةً للبكتيريا التي استعمرت الأمعاء بنجاح فقط، بل أيضًا كيفية تغيرها بمرور الوقت.

وقد تساعد هذه الرؤى في تصميم علاجات تعتمد على الميكروبيوم أكثر أمانًا وفعالية.

نُشرت الدراسة، "الميتاجينوميات المطولة لتتبع السلالة بعد عملية زرع ميكروبيوتا البراز"، في مجلة Nature Microbiology .

عملية نقل البراز

أثبتت عملية نقل البراز (FMT)، وهي نقل البراز من متبرع سليم إلى أمعاء مريض، فعاليةً عاليةً في علاج عدوى المطثية العسيرة، وتُجرى حاليًا دراساتٌ على حالاتٍ أخرى، مثل داء الأمعاء الالتهابي (IBD) والسرطان.

ومع ذلك، لا يزال من غير الواضح أيُّ سلالاتٍ بكتيريةٍ مسؤولةٍ عن التعافي طويل الأمد وكيف تتكيف مع بيئة مضيفها الجديدة.

يعتمد النهج الجديد على تسلسل الحمض النووي الطويل، والذي يقرأ أجزاء أطول بكثير من الشفرة الوراثية للميكروب مقارنة بالتقنيات التقليدية، مع طريقة حسابية تم تطويرها في جبل سيناء تسمى LongTrack.

تُمكّن هذه التقنيات العلماء من التمييز بين سلالات البكتيريا المتقاربة، وتحديد البصمة الجينية الفريدة لكل منها.

يُمكّن هذا الباحثين من متابعة بكتيريا المتبرع منذ لحظة الزرع وحتى خمس سنوات من تكيفها في أمعاء المريض.

يقول الدكتور جانج فانج، أستاذ علم الوراثة والعلوم الجينومية في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي، والمؤلف الرئيسي والمراسل: "يمكننا متابعة البكتيريا المانحة سلالة تلو الأخرى بمستوى من الموثوقية وقابلية التوسع لم يكن ممكناً قبل استخدام الأساليب التي كانت تعتمد على تسلسل القراءة القصيرة".

وأضاف: "إنه يمنحنا نظرة ثاقبة حول ما يحدث لمئات البكتيريا المتبرع بها بعد عمليات زرع البراز، وكيف تتكيف مع البيئات الهضمية للمرضى الجدد، ويشير إلى الطريق نحو علاجات أكثر أمانًا وأكثر اتساقًا وفي نهاية المطاف أكثر دقة".

وباستخدام هذا النهج، تعاون الفريق مع المؤلف المشارك في الدراسة الدكتور جيريميا فيث، أستاذ علم المناعة والعلاج المناعي.

قام الفريق بتحليل عينات براز من متبرعين ومتلقين لزرع براز عولجوا من عدوى المطثية العسيرة وداء الأمعاء الالتهابي.

أظهرت العينات التي جُمعت قبل العلاج وبعده، بما في ذلك عينات أُخذت بعد خمس سنوات، أن العديد من بكتيريا المتبرع استقرت في ميكروبيوم المتلقين واستمرت فيه.

وأظهرت بعض السلالات طفرات جينية تشير إلى التكيف مع مضيفيها الجدد، مما يشير إلى أن البيئات المعوية المختلفة يمكن أن تشكل تطور البكتيريا من فرد إلى آخر، كما يقول الدكتور فانج.

من خلال تحديد البكتيريا التي تستعمر البراز بنجاح بعد زراعة البراز، تُقدم الدراسة خارطة طريق لتحديد خلائط الميكروبات المفيدة بشكل منهجي، والتي يمكن تطويرها كتدخلات جديدة في الميكروبيوم. يمكن لهذه التدخلات أن تحل محل أو تُحسّن عمليات زرع البراز الكامل بعلاجات أكثر أمانًا وقابلية للتنبؤ وأسهل تنظيمًا.

يقول الدكتور فانج: "تُقرّبنا نتائجنا من الطب الدقيق للميكروبيوم. يُمكننا الآن تتبّع البكتيريا النافعة بدقة وعلى نطاق واسع مع مرور الوقت، والأهم من ذلك، فهم الطفرات الجينية المُرتبطة بتكيّفها لدى المُتلقّين - وهي خطوة أساسية نحو تصميم علاجات فعّالة ومُستمرة."

يخطط الباحثون بعد ذلك لتطبيق النهج نفسه على مجموعات أكبر من المرضى وعلى أمراض إضافية يلعب فيها ميكروبيوم الأمعاء دورًا، وذلك بالاعتماد على دراسات سابقة ومستقبلية لزراعة البراز في حالات بشرية متعددة، ويهدفون إلى استخدام LongTrack لتحديد سلالات بكتيرية مفيدة يمكن أن تُشكل أساسًا للعلاجات الميكروبية من الجيل التالي.