لولوه شلهوب

تعاون مركز العلوم البيولوجية الحاسوبية (CBRC) في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) ومدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية تحت مظلة المبادرة الوطنية للأمراض المعدية لإثراء البحوث التي أجريت على البكتيريا العنقودية المقاومة للميثيسيلين .(MRSA)

الهدف الرئيسي من التعاون هو فهم آليات مقاومة المضادات الحيوية في بعض مناطق المملكة التي قد تكون أكثر عرضة لوجود سلالات أكثر مقاومة. كما يعمل المشروع على تعزيز التعاون متعدد التخصصات بين المؤسسات والجامعات ومراكز البحوث العلمية المعنية بمكافحة الأمراض المعدية في المملكة.

ويقول روبرت هوِيندورف، الأستاذ المساعد في علوم الحاسوب في قسم العلوم والهندسة الحاسوبية والكهربائية والحسابية (CEMSE): "إن فهم التنوع الجيني لهذا الميكروب... هذه البكتيريا الممرضة، هام في تطوير استراتيجيات الصحة العامة لمنع العدوى ومنع مقاومة المضادات الحيوية، وتطوير استراتيجيات علاج جديدة لهذه الأنواع من الأمراض."

يعد المشروع، الذي بدأ في يوليو 2018 والمتوَقَّع أن يستمر لمدة عامين، جزءًا من المبادرة الوطنية التي تشرف عليها مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية. وتهدف المبادرة إلى تكوين بيئة تعاون بحثي ومنصة تمكّن الباحثين المعنيين بهذا المجال في المملكة للوصول للمعلومات والمصادر التي تساعد في اتخاذ قرارات أفضل لإدارة ومكافحة الأمراض المعدية. يعتبر برنامج الأمراض المعدية برنامجاً وطنياً قائماً على البحث والتطوير وموجهاً نحو بناء القدرات الوطنية للتنبؤ والوقاية والسيطرة على الأمراض المعدية المتوطنة والوبائية والناشئة والتي تعاود الظهور في المملكة.

يقول هويندورف: "تحدد المبادرة احتياجات ومطالب الباحثين الذين يشاركون في هذا المشروع. فهدفنا هو دعم هذه المجموعات البحثية في المملكة. كما أن للباحثين أهدافاً مختلفة لكونهم يتمتعون بخبرات مختلفة."

يتفوق مركز العلوم البيولوجية الحاسوبية في كاوست في التحليل الحاسوبي. وبمساعدة مختبرات كاوست الأساسية الأخرى، يقوم المختبر بقراءة تسلسل الجينوم للعينات من جميع أنحاء المملكة وإجراء تحليل المعلوماتية الحيوية وإعادة النتائج التي تم تحليلها إلى الباحثين في هذه الشبكة.

يضيف هويندورف: "ما نقوم به هو شيء فريد من نوعه في جميع أنحاء العالم. إن التسلسل على هذا النطاق الواسع جداً وجمع كمية كبيرة من البيانات الوصفية مع عينات مسببات الأمراض سيولد مورداً قيّماً لأبحاث الأمراض المعدية. وهذا أمر ممكن بفضل التقنيات المتوفرة هنا في مختبراتنا الأساسية في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، التي قد لا تكون متوفرة في أغلب مرافق التسلسل الحيوي الأخرى في العالم."

ويضيف محمد العروي، أخصائي الأبحاث في مركز العلوم البيولوجية الحاسوبية: "ستكون الشبكة بمثابة منصة للأشخاص العاملين في قطاع الرعاية الصحية، والأبحاث للتواصل مع الباحثين وعلماء البيانات من أجل تعزيز الاستفادة من العلوم الحاسوبية في المجال السريري والبحثي، وهو أمر يتفوق فيه مركز العلوم البيولوجية الحاسوبية."

روبرت هويندورف (يمين)، أستاذ مساعد في علوم الحاسوب في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية، محمد العراوي (يسار)، وأخصائي أبحاث في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية. الصورة بعدسة سارة منشي.

ويبدأ المشروع المشترك بشكل أساسي على البكتيريا العنقودية المقاومة للميثيسيلين، وهو كائن مُمْرِض يسبب نوعًا من العدوى التي تتواجد بشكل كبير في المستشفيات، وفي أماكن أخرى، وتعد المقاومة للأدوية مصدر قلق رئيسي في العديد من المستشفيات في جميع أنحاء العالم وكذلك في المملكة.

كما ستنظر المبادرة المشتركة في أنواع أخرى من مسببات الأمراض، بما في ذلك الفيروسات، مثل فيروس كورونا والمرتبط بهذه المنطقة من العالم.

تشهد الوفيات الناجمة عن الأمراض المعدية زيادة حادة، حيث تشير التقديرات إلى أن معدل انتشار الأمراض المعدية سيكون أعلى من السرطان بحلول عام 2050، وفقا لمراجعة مقاومة مضادات الميكروبات.

كما يقول هويندورف: "إن السبب الرئيسي للوفاة في بلدان العالم الثالث وفي معظم أنحاء أفريقيا لا يزال الأمراض المعدية. إنها تهديد خطير للغاية لأن الأدوية والمضادات الحيوية التي اعتمدنا عليها منذ ثلاثينيات القرن الماضي، منذ اكتشاف البنسلين، أصبحت غير مجدية."

تمثل مقاومة الأدوية تهديدًا خطيرًا يجب معالجته وفهمه في جميع أنحاء العالم بشكل أفضل. يضيف هويندورف: "يجب أن تكون هناك استراتيجيات علاجية مختلفة للعدوى البكتيرية، وكذلك العدوى الفيروسية، ولكن بشكل رئيسي البكتيريا لأن هذا هو المكان الذي تبدأ فيه المضادات الحيوية بالفشل".

ويهدف المشروع إلى قراءة تسلسل 1000 عينة تشمل الحمض النووي للبكتيريا والبلازميد أيضاَ. وسيتم ترتيبها بشكل منفصل وتحليلها كعينات مقترنة – وستكون متاحة للباحثين في المملكة بعد جمعها من مناطق مختلفة من المملكة بالتعاون مع بعض المؤسسات الحكومية.

يتم أخذ العينات للمشروع على نطاق واسع من أجل توفير نتائج شاملة تغطي المملكة. سيتم جمع العينات وتسجيل موقعها وحساسية الدواء والظواهر السريرية. هذا لا يسمح بفهم أفضل لآليات مقاومة الدواء فحسب بل يوفر أيضًا فهماً أفضل للعوامل الممرضة في البكتيريا العنقودية المقاومة للميثيسيلين. كما يساعد ذلك على التنبؤ بكيفية حدوث هذه العدوى.

يقول العروي: "سنقوم بتحليل المواقع الجغرافية بأنماط المقاومة والتحقق فيما لو كانت هناك مناطق تكثر فيها المقاومة في المملكة. هذا أمر هام، لا سيما في مواسم مثل الحج حيث يمكنك الحصول على سلالات جديدة من البكتيريا العنقودية المقاومة للميثيسيلين قادمة من الخارج إلى البلاد. نحن بحاجة إلى معرفة ما هي الأنماط الظاهرية والأنماط الوراثية المهيمنة في البلاد "

يستخدم مركز العلوم البيولوجية الحاسوبية أساليب تشمل التعلم الآلي والنمذجة الهيكلية وكذلك الذكاء الاصطناعي، حيث نستخدم المعلومات الأساسية لتفسير العلاقة بين الأنماط الجينية وظاهرة مقاومة الأدوية في العينات.

يقول هويندورف: "نحن نريد أن نقوم بما يفوق دراسات الربط الشاملة للجينوم (GWAS) من إحصائيات. نحن بحاجة إلى فهم آليات مقاومة الأدوية. إذا فهمنا الآليات، فبإمكاننا تحديد أفضل مكان لتطوير التدخلات إما عن طريق عقار أو لقاح أو عن طريق بعض الطرق الأخرى."

هناك مشاريع مماثلة جارية في مجال الصحة العامة في دول مختلفة لتوفير بيانات لا تقدر بثمن لتعزيز الصحة العامة لديها القدرة على وضع المملكة في طليعة القائمين بالبحوث الدولية في مجال الصحة العامة والمساعدة في الوقاية من مقاومة الأمراض للأدوية.