علماء يكتشفون سر نجاة الضفادع من الفطريات القاتلة

في دراسة جديدة، توصل العلماء إلى اكتشاف مثير حول سبب نجاة بعض الضفادع من الفطريات القاتلة التي تسببت في تدهور أعدادها بشكل كبير.

نجاح العلماء في فهم سبب نجاة بعض الضفادع من الفطريات القاتلة

اكتشف العلماء سبب انتعاش بعض مجموعات البرمائيات بعد أن دمرها مرض فطري قاتل قضى على الضفادع والعلاجيم في جميع أنحاء العالم.

وجد البحث، الذي قادته جامعة كوليدج لندن (UCL)، وZSL، وإمبريال كوليدج لندن، أن توقيت تطور مناعة البرمائيات يلعب دورًا حاسمًا في نجاتها من العدوى. ونشرت النتائج في المجلة الطبيعة والبيولوجيا الكيميائية.

فطر قاتل يستهدف البرمائيات البالغة

فطر الكيتريد، باتراخوتشيتريوم dendrobatidis، تسبب في انخفاض كارثي في عدد البرمائيات في جميع أنحاء العالم. الفطر مسؤول عن داء الكيتريوميكوسيس، وهو مرض يدمر جلد الضفادع والعلاجيم ويعطل قدرتها على تنظيم المياه والأملاح والمعادن.

تتمتع البرمائيات الصغيرة بالحماية إلى حد كبير لأن الضفادع الصغيرة واليرقات تفتقر إلى الجلد الغني بالكيراتين الذي يتغذى عليه الفطر. وبمجرد أن يتحولوا إلى بالغين وتصبح بشرتهم متقرنة، يصبحون عرضة للعدوى، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى الموت الجماعي.

لفهم سبب تعافي بعض المجموعات بينما يستمر البعض الآخر في الانهيار، قام الباحثون بدراسة الضفادع القابلة الشائعة التي تعيش حول أربع بحيرات في جبال البرانس في فرنسا وإسبانيا والتي تعرضت جميعها لظروف شديدة من تفشي المرض.

وفي إحدى البحيرات، كان عدد الضفادع لا يزال يتناقص واختفى تقريبًا. أما في البحيرات الثلاث الأخرى، فقد انتعشت أعدادها على الرغم من بقاء الفطر موجودًا في البيئة.

الدفاعات المناعية المبكرة تصنع الفارق

وركز الفريق على الببتيدات المضادة للميكروبات، وهي مواد كيميائية طبيعية تنطلق من جلد البرمائيات وتعمل كجزء مهم من جهاز المناعة لديهم.

واكتشفوا أن الضفادع من المجموعات المتعافية طورت هذه الببتيدات الواقية في وقت مبكر جدًا، بينما كانت لا تزال شراغيفًا. بحلول الوقت الذي وصلوا فيه إلى مرحلة البلوغ وأصبحوا عرضة للإصابة، كانت دفاعاتهم المناعية راسخة بالفعل.

في المقابل، أنتجت الضفادع من المجموعات المتعثرة عددًا أقل بكثير من هذه الببتيدات الوقائية خلال مرحلة الشرغوف، مما جعلها أقل استعدادًا بمجرد نضوجها.

وقال المؤلف الرئيسي الدكتور فيليب جيرفيس، من كلية UCL للكيمياء ومعهد ZSL لعلم الحيوان وكلية إمبريال كوليدج في لندن: “تظهر دراستنا أن الأنواع التي تراجعت بشكل كبير من هذا المرض لا تزال قادرة على التعافي. لديهم الأدوات اللازمة لمحاربة العدوى – يعتمد الأمر فقط على التوقيت. يقتل المرض العلاجيم والضفادع عندما يتحولون من الضفادع الصغيرة إلى البالغين. والحصول على مناعة ناضجة في مرحلة الشرغوف يساعد هذه الضفادع على البقاء على قيد الحياة واستمرار تعدادها”.

وأضاف الدكتور جيرفيس: “الخطوة التالية هي النظر في العوامل التي تمنع أجهزة المناعة هذه من النضج المبكر. وقد يرجع ذلك إلى عوامل وراثية أو عوامل بيئية مثل درجة الحرارة أو وجود سمك السلمون المرقط – وهو خطر كبير على الضفادع الصغيرة يمكن أن يدفعها إلى التطور إلى البالغين بشكل أسرع حتى يتمكنوا من مغادرة الماء، مما يعني وقتًا أقل لتطور جهاز المناعة لديهم”.

اكتشاف أكثر من 1100 ببتيد مناعي مخفي

للتحقق من الدفاعات الكيميائية للضفادع، استخدم الباحثون قياس الطيف الكتلي لفحص خليط الببتيدات المنطلقة من جلدهم.

وكشف التحليل عن مجموعة أكبر بكثير من الببتيدات المناعية مما توقعه العلماء. ومن بين 1152 ببتيدًا تم تحديدها، تم توثيق سبعة فقط من قبل.

ووجدت الدراسة أيضًا أن الشراغيف التي تنتج مجموعة واسعة من الببتيدات كانت أكثر عرضة للبقاء على قيد الحياة على الرغم من استمرار تفشي المرض. استمرت المجموعات السكانية التي لديها عدد أقل من الببتيدات خلال مرحلة الشرغوف في معاناة ارتفاع معدلات الوفيات.

النتائج يمكن أن تلهم الأدوية المستقبلية

وقالت كبيرة الباحثين البروفيسور أليثيا تابور: “لقد اكتشفنا تنوعًا أكبر بكثير من الببتيدات مما توقعنا. ونحن الآن بحاجة إلى فهم كيفية عملها للسيطرة على مسببات الأمراض وأي منها مضادة للميكروبات”.

“تم العثور على الكثير من الأدوية المخصصة للبشر في البداية في العالم الطبيعي – جاء البنسلين من الفطريات، على سبيل المثال. لذا فإن هذه الببتيدات هي خيوط جديدة يمكن استخدامها لمساعدة صحة الإنسان، خاصة وأن لدينا مشاكلنا الخاصة ككائنات مع ارتفاع مقاومة مضادات الميكروبات، الأمر الذي يتطلب منا إيجاد طرق جديدة لعلاج الالتهابات.”

يتيح قياس الطيف الكتلي للعلماء قياس كتلة الجزيئات بدقة استثنائية. في هذه الدراسة، استخدم الباحثون قياس الطيف الكتلي الترادفي في UCL Chemistry لتقسيم الببتيدات إلى أجزاء أصغر، وقياس تلك الأجزاء، وإعادة بناء بنية كل ببتيد. مكنت هذه العملية الفريق من تحديد وتسلسل مئات الجزيئات غير المعروفة سابقًا.

وقالت المؤلفة المشاركة الدكتورة كيرستي كارو: “إن القدرة على تحليل مئات إلى آلاف الجزيئات بالتوازي لم تظهر إلا خلال العقد الماضي. ويتم تطبيق هذا النهج بشكل أكثر شيوعًا في أبحاث صحة الإنسان، ولكن يتم توسيعه بشكل متزايد ليشمل مجالات أخرى من البحث البيولوجي.”

تم تمويل البحث من قبل مجلس أبحاث البيئة الطبيعية في المملكة المتحدة (NERC) ومؤسسة Leverhulme Trust.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة لفهم كيفية حماية البرمائيات من الأمراض، وقد تلهم تطوير أدوية جديدة لمواجهة مقاومة مضادات الميكروبات.