החיידקים Acinetobacter baumannii (A. baumannii) הוא נוכחות רודפת בבתי חולים רבים בארצות הברית, שם יותר מאחד מכל 100 חולים מטופלים עבור A. baumannii זיהומים. זן זה של חיידקים ידוע בגנום הדינמי שלו וביכולתו להשיג עמידות לאנטיביוטיקה.
"זהו פתוגן קטלני הידוע לשמצה בעמידותו לתרופות מסורתיות", אמר אנדריי אוסטרמן, דוקטורט, פרופסור במרכז למדעי הנתונים ובינה מלאכותית במכון לגילוי רפואי של סנפורד ברנהאם פרביס וסגן דיקן ודיקן עמית של תכנית הלימודים בבית הספר ללימודים ביו-רפואיים.
מחקר קודם גילה ששליש מבתי החולים רכשו A. baumannii זיהומים בארה"ב היו עמידים לאנטיביוטיקה נפוצה בשם קרבפנם. מטופלים שסבלו מזיהומים קשים לטיפול נטו יותר למות בבית החולים, להתאשפז למשך זמן ארוך יותר ובדרך כלל הועברו למכוני בריאות אחרים במקום להשתחרר לבתיהם.
מדענים ב-Sanford Burnham Prebys ושותפי הפעולה שלהם ב-Roche Pharmaceuticals פרסמו ממצאים ב-29 באוקטובר 2025, ב- תרופות אנטי-מיקרוביאליות וכימותרפיה הדגמה שימוש בגישת אבולוציה ניסיונית למיפוי מוטציות גנטיות ב A. baumannii מטופל באחת משתי אנטיביוטיקה נדירות.
"טיגציקלין וקוליסטין הם חלק מקו ההגנה האחרון של הרופאים A. baumannii זיהומים", אמר אוסטרמן, המחבר הבכיר והמתאים של כתב היד. "מכיוון שהם נמצאים בשימוש נדיר בארה"ב וההתנגדות הקיימת נמוכה יחסית אך עולה, מה שגרם לנו לחקור כיצד החיידקים רוכשים עמידות חדשה לאנטיביוטיקה".
צוות המחקר ערך את הניסויים שלהם באמצעות מורבידוסטט, מכשיר המאפשר לחיידקים לגדול ברציפות לאורך דורות מרובים תוך שהם מוצבים תחת לחץ הישרדות הולך וגובר על ידי טיפול אנטיביוטי. המורבידוסטט נשלט על ידי מחשב שעוקב אחר צמיחת התרבית ומכניס עוד ועוד מהתרופה האנטיביוטית כל עוד התרבית גדלה במהירות.
"זה עובד כמו מכונת אבולוציה שמחקה יותר את התנאים בגוף האדם לעומת שיטות אחרות", אמר אוסטרמן.
"בשילוב עם ריצוף גנומי, גישה זו מאפשרת לנו להשיג את המטרה שלנו ליצור מפה מקיפה ככל האפשר של כל המוטציות האפשריות תיאורטית המציעות עמידות לתרופות".
מאמצי המיפוי של המדענים אישרו והרחיבו את הידע הקיים לגבי מנגנוני העמידות העיקריים כלפי כל אחת מקבוצות האנטיביוטיקה הללו. המקור הראשוני הראשון לעמידות נרכשת לטיגציקלין הונע ממוטציות המשפיעות על האופן שבו חיידקים מבודדים ומסירים תרופות לפני שהם פוגעים בתאי חיידקים. מערכות אלו נקראות משאבות פליטה.
זהו מנגנון מבוסס היטב של עמידות לטיגציקלין, והממצאים שלנו מרחיבים את הספקטרום הידוע של סוגים אלה של מוטציות מנחות עמידות שנצפו ב A. baumannii."
אנדריי אוסטרמן, דוקטורט, פרופסור, המרכז למדעי נתונים ואינטליגנציה מלאכותית, המכון הרפואי לגילוי רפואי סנפורד ברנהאם פרביס
תחום העמידות העיקרי השני נקשר לאבולוציה של עמידות לקוליסטין. הצוות זיהה מוטציות המשפיעות על פעילותו של אנזים שיכול למנוע מקוליסטין להגיע ליעדו המיועד, מרכיב בדופן התא החיידקי.
"ברגע שיש לנו מפה מלאה של רוב המוטציות האפשריות שמספקות עמידות, נוכל להשוות את המפה הזו עם גנומים רצפים אחרים כדי ליצור תחזיות, כולל רצפים של חולים הסובלים מ A. baumannii זיהומים", אמר אוסטרמן. יותר מ-10,000 גנומים של מבודדים שונים של A. baumannii זמינים לציבור לחוקרים, וכולם נכללו בניתוח ההשוואתי של מחקר זה.
צוות המחקר רואה מחקר זה ומחקר קודם על התפתחות ההתנגדות ב A. baumannii ו פתוגנים חיידקיים אחרים כצעדים בדרך לתחזיות מבוססות גנומיקה של עמידות ורגישות לתרופות שיכולות לשמש בבתי חולים ומרפאות.
"בעיה חמורה מתרחשת כאשר חולים מטופלים בניסוי וטעייה ונותנים להם אנטיביוטיקה שהחיידקים כבר עמידים או אפילו עמידים חלקית בפניו", אמר אוסטרמן. "זה מקדם עוד יותר עמידות לחיידקים, ואתה מאבד זמן שלא תמיד יש למטופלים.
"הנתונים שאנו צוברים יאפשרו לרופאים להזמין בדיקת רצף ולרשום אנטיביוטיקה שהחיידקים נוטים להתנגד לה, מה שיהיה טוב לחולים בודדים, ובאופן גלובלי יותר, יעזור לנו להאט את האבולוציה הכוללת של עמידות לאנטיביוטיקה".
