المخاط ليس مجرد مادة لزجة تغطي الجهاز الهضمي، بل يحتوي على جزيئات قوية تُعرف باسم الميوسينات، التي تساعد في السيطرة على الميكروبات ومنع العدوى، وكشفت دراسة جديدة أجراها باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عن ميوسينات قادرة على الدفاع ضد السالمونيلا والبكتيريا الأخرى المسببة للإسهال.
يسعى الباحثون الآن لتقليد هذا النظام الدفاعي لتطوير ميوسينات صناعية قد تساعد في الوقاية أو العلاج، خصوصا للجنود أو الأشخاص المعرضين لمخاطر الإصابة بالسالمونيلا، بالإضافة إلى الوقاية من ما يُعرف بـ "إسهال المسافرين"، الناتج عن تناول طعام أو مياه ملوثة.
كيف تحمي الميوسينات الجسم؟
الميوسينات هي بوليمرات على شكل فرشاة زجاجية مصنوعة من سكريات معقدة تسمى جليكانات مرتبطة بسلسلة من الببتيدات، وأظهرت الدراسة أن ميوسين MUC2 قادر على تعطيل الجينات التي تستخدمها السالمونيلا لدخول الخلايا المضيفة والإصابة بها.
تقول كاتارينا ريبيك، أستاذة الهندسة البيولوجية في MIT والمؤلفة الرئيسية للدراسة: "باستخدام هذا النمط من الجهاز المناعي الفطري الطبيعي، نأمل في تطوير استراتيجيات تمنع الإسهال قبل أن يبدأ، وهو حل منخفض التكلفة لتحدٍ صحي عالمي يسبب خسائر بمليارات الدولارات سنويًا في الإنتاجية والرعاية الصحية والمعاناة البشرية."
دور الميوسين في الدفاع عن الجسم
يغطي المخاط معظم أجزاء الجسم، ويعمل كحاجز مادي يمنع العدوى، لكنه يفعل أكثر من ذلك، خلال العقد الماضي، اكتشفت ريبيك ميوسينات تساعد على تعطيل بكتيريا مثل Vibrio cholerae وPseudomonas aeruginosa، والفطر Candida albicans.
في الدراسة الحديثة، ركز الباحثون على تأثير ميوسينات الجهاز الهضمي على Salmonella enterica، وهو بكتيريا معدية تنتقل عبر الطعام أو الماء الملوث.
لتتمكن السالمونيلا من إصابة الخلايا المضيفة، تنتج بروتينات ضمن نظام إفراز من النوع الثالث (T3SS)، الذي يشكل مجسات دقيقة تنقل البروتينات مباشرة إلى الخلايا. وتُشفّر هذه البروتينات في جزء من الحمض النووي يسمى Salmonella pathogenicity island 1 (SPI-1).
وأظهرت النتائج أن تعرض السالمونيلا لميوسين MUC2 أدى إلى توقف إنتاج بروتينات SPI-1، مما منع البكتيريا من إصابة الخلايا.
الآلية الجزيئية: تعطيل بروتين HilD
كشفت الدراسات أن MUC2 يوقف البروتين المنظم HilD، الذي يشغل جينات T3SS. وتُظهر المحاكاة الحاسوبية أن بعض السكريات الأحادية في الجليكانات، مثل GlcNAc وGalNAc، ترتبط بموقع محدد في HilD، لكن التوقف الكامل يحدث فقط عندما تكون هذه السكريات مرتبطة بسلسلة الببتيد الخاصة بالميوسين.
كما اكتشف الباحثون أن ميوسينا مشابها يسمى MUC5AC الموجود في المعدة يمكنه أيضًا تعطيل HilD، وأن كلا الميوسينين قادران على إيقاف جينات الضراوة في ممرضات غذائية أخرى تستخدم HilD كمنظم للجينات.
الميوسينات كدواء مستقبلي
تخطط ريبيك وفريقها لاستخدام النسخ الصناعية من هذه الميوسينات لتعزيز الدفاعات الطبيعية للجسم وحماية الجهاز الهضمي من السالمونيلا وغيرها من العدوى.
أظهرت الدراسات أن السالمونيلا تميل لإصابة أجزاء من الجهاز الهضمي ذات حاجز مخاطي رقيق أو معدوم، ما يعزز فكرة تقوية الحواجز المخاطية كاستراتيجية وقائية.
وقد تكون الميوسينات الصناعية مفيدة عند إضافتها إلى محاليل الإماهة الفموية لعلاج الجفاف الناتج عن الإسهال، أو حتى كمضغوطة تُستهلك قبل السفر إلى مناطق معرضة لعدوى السالمونيلا.
تختتم الباحثة قائلة: "تعمل الميوسينات كوقاية طبيعية، لأنها جزء من الجهاز المناعي الفطري للجسم لمنع العدوى قبل حدوثها."
