سوق المضادات الحيوية العالمي
تجاوز حجم السوق العالمي للمضادات الحيوية ومضادات الفطريات 25 مليار دولار أمريكي في عام 2005، ومن المتوقع أن يصل إلى 40 مليار دولار أمريكي خلال العقد المنتهي في عام 2015. وبينما يشهد السوق نموًا عامًا، فمن المرجح أن تشهد المناطق الجغرافية المتقدمة، مثل أوروبا واليابان وأمريكا الشمالية، تباطؤًا في النمو. وتؤثر مقاومة المضادات الحيوية على توجهات الأطباء، مما يقلل من استهلاكها. ويتزايد الطلب على المضادات البكتيرية نظرًا لمساهمة تزايد عدد كبار السن في ارتفاع معدلات الإصابة بالعدوى البكتيرية وتفاقم حدتها. ومن المؤسف أن نلاحظ أن خُمس المرضى يعانون من عدوى مكتسبة من المستشفيات، والتي تتسبب في وفاة ما يقرب من 90 ألف شخص سنويًا في الولايات المتحدة وحدها. ولا يعني انخفاض الإيرادات الإجمالية بالضرورة انخفاضًا مماثلًا في حجم المبيعات. إذ تنتهي صلاحية العديد من براءات الاختراع الناجحة، وسيتم استبدال الأدوية ذات العلامات التجارية بمنتجات جنيسة بتكلفة أقل بكثير. وسيكون لهذا تأثير كبير على المنتجات الأربعة عشر التي تتجاوز مبيعاتها مليار دولار أمريكي.
انتشرت المنتجات المضادة للبكتيريا في قطاعات صناعية متنوعة، تشمل حفظ الأغذية، ومعالجة المياه، والنفط والغاز، والزراعة، وحتى السلع الاستهلاكية. وشهد سوق المبيدات الحيوية نموًا مضاعفًا لسنوات. وقد ساهمت تحذيرات إنفلونزا الطيور عام 2009 في تجاوز قيمة السوق حاجز 10 مليارات دولار. ولا يعود هذا النمو إلى زيادة الطلب فحسب، بل يشمل أيضًا توجهًا نحو استخدام عوامل مكافحة بكتيرية أكثر تكلفة. ومن المتوقع أن يُسهم استبدال المواد الكيميائية القاسية، مثل الكلورة الغازية، بمبيدات حيوية أقل ضررًا في هذا النمو. كما يُتوقع أن يُسهم استبدال المواد الكيميائية القاسية، مثل الكلورة الغازية، بمبيدات حيوية أقل ضررًا في زيادة المبيعات الإجمالية. وتُقلل البكتيريا القوية من فعالية المبيدات البكتيرية والمضادات الحيوية.
تُخلط السلع الاستهلاكية، مثل غسول الفم ومزيلات العرق والصابون والمنظفات، وحتى عيدان الطعام والألعاب، بمواد مضادة للبكتيريا. ومن أبرز هذه المواد مادة التريكلوسان. ويخشى العديد من العلماء أن الإفراط في استخدام هذه التركيبات قد يُحفز طفرات بكتيرية سريعة تُؤدي إلى زيادة مقاومتها. وقد تمكن مستشفى جود للأطفال في ممفيس، تينيسي (الولايات المتحدة الأمريكية) من استنبات حشرات مقاومة للتريكلوسان في مختبره خلال يومين فقط.
ابتكار
يُعدّ الخل وبيكربونات الصوديوم من المنظفات الجاهزة للاستخدام التي تقضي على البكتيريا. يكفي غسل اليدين بالماء الدافئ لمدة 20 إلى 30 ثانية مع فرك جيد للحفاظ على نظافة وسلامة العائلة. لا يكمن التحدي الرئيسي في السيطرة على بكتيريا واحدة قد تلتصق بالجلد، بل في السيطرة على الأغشية الحيوية. الأغشية الحيوية عبارة عن مستعمرات كثيفة من الخلايا البكتيرية تُحيط نفسها بطبقة واقية سميكة. بمجرد أن تستعمر البكتيريا مضيفها، تُصبح أكثر مقاومة للمضادات الحيوية والمبيدات البكتيرية بمقدار 10 إلى 1000 ضعف. تُشير تقديرات المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة إلى أن أكثر من 80% من جميع حالات العدوى البكتيرية لدى البشر تحتوي على مكون كبير من الأغشية الحيوية.
لاحظ بيتر شتاينبرغ وستافان كيلبيرغ، وكلاهما أستاذان في جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW)، أن طحلبًا أحمر (Delicea pulchra) لا تستعمره البكتيريا. فالمحيط أشبه بـ"حساء من البكتيريا". ولو أن الطحلب عاد لقتل البكتيريا المستعمرة بنفس الشراسة التي يستخدمها البشر في رش المواد الكيميائية، لكانت البكتيريا قد أهلكت نفسها أولًا. أدرك بيتر وستافان أن الطحلب يعيق التواصل بين البكتيريا. ويُطلق العلماء على هذه الظاهرة اسم "مثبط استشعار النصاب" (IQS). فإذا لم تستطع البكتيريا التواصل فيما بينها، يصبح من المستحيل عليها التنسيق، فضلًا عن السيطرة على العائل أو السيطرة عليه. ثم حصلا على براءة اختراع لآلية الدفاع هذه، التي تطورت على مدى ملايين السنين.
نجح الفريق، العامل في جامعة نيو ساوث ويلز، في إنتاج نظائر اصطناعية أظهرت فعالية عالية. والأفضل من ذلك، أنهم أثبتوا إمكانية إحداث هذا "الصمم" في طيف واسع من البكتيريا، بل وحتى تثبيط نمو الفطريات. وتتمثل الميزة الأكبر لابتكارهم في أن الاختبارات أكدت سلامة المنتج، دون أي خطر من زيادة مقاومة البكتيريا عند استخدام النظير. إن تحديد هذه الآلية من شأنه أن يُحدث ثورة في كيفية استخدام المبيدات البكتيرية في الزراعة عمومًا، وفي تصنيع الأغذية خصوصًا، وفي المنتجات الاستهلاكية، والصناعة، ومعالجة المياه، والأجهزة الطبية والعلاجية. لقد بدأ عهد جديد من المضادات البكتيرية، ويمكن وضع حد نهائي لظاهرة القتل العشوائي.
التدفق النقدي الأول
أسس المخترعون وجامعة نيو ساوث ويلز شركة "بيو سيجنال" عام ١٩٩٩، وجمعوا التمويل اللازم، وخصصوا ٨٠٪ من ميزانيتها للأنشطة البحثية. ورغم أن الشركة استقطبت اهتمام القطاع الخاص، إلا أنها واجهت تحدي تسجيل مركب كيميائي جديد، وهو أمر مكلف للغاية. فحتى عندما كان المركب المُشابه مُشتقًا من مركب طبيعي، تجاوزت تكلفة التسجيل رأس المال المُجمع. وبينما كافحت الشركة للانتقال إلى المرحلة التالية، فإن محفظة براءات اختراعها تُؤهل هذا الابتكار للأسواق والتطبيقات ذات إجراءات التسجيل المحدودة. وهذا يعني أن التطبيقات الأولية لا يُمكن أن تتضمن أي اتصال مباشر بالبشر أو الغذاء.
يُعدّ مجال الزهور المقطوفة أحد المجالات الواعدة للتطبيق. إذ تُصيب البكتيريا الزهور المقطوفة بسرعة، مما يؤثر على جمالها ونضارتها. ومن شأن إطالة عمر زهور الزينة باستخدام تقنية QSI أن يزيد من قدرتها التنافسية وسعرها. وقد أبدى قطاع النفط والغاز اهتمامًا خاصًا بالسيطرة على الأغشية الحيوية في خطوط أنابيبه. وكان التآكل الناجم عن الميكروبات (MIC) السبب الرئيسي للكارثة البيئية التي حلّت بألاسكا عام 2006، عندما اخترقت البكتيريا المعادن. ولم يفلح استخدام المبيدات البكتيرية التقليدية والتنظيف الدوري لداخل خطوط الأنابيب في السيطرة على هجوم الأغشية الحيوية. وقد أثبتت الاختبارات إمكانية السيطرة على التآكل الناجم عن الميكروبات باستخدام نظير الطحالب.
الفرصة
تتنوع التطبيقات بشكل كبير. يمكن تصور خمس شركات على الأقل تسعى إلى استخدامات مختلفة للحماية الواسعة التي يوفرها براءة الاختراع. على الرغم من أن الاختبارات الأولية أشارت إلى قدرة كيمياء IQS على السيطرة على التليف الكيسي والسل، إلا أنه سيستغرق عقدًا على الأقل قبل أن يصبح هذا التطبيق المحدد متاحًا تجاريًا. تُعد السيطرة على العدوى البكتيرية في الأجهزة الطبية فرصة أخرى طويلة الأجل. وهذا مفيد بشكل خاص للقسطرات، لا سيما قسطرات المسالك البولية، حيث يُعاني ما يُقدر بنحو 30% من المرضى من التهابات مرتبطة بالقسطرة. يُكلف هذا العلاج الإضافي 25,000 دولار أمريكي لكل مريض، مما يُشكل عبئًا كبيرًا على الميزانيات الحكومية المحدودة. مع ذلك، لا يُمكن لـ IQS علاج العدوى الموجودة فحسب، بل والأهم من ذلك، منع الأغشية الحيوية من استعمار الجسم في المقام الأول. هذا درس مُستفاد من الطحالب الحمراء: الوقاية خير من العلاج.
قد يصبح نظام IQS بديلاً جذاباً للفضة، التي يتزايد استخدامها في الصناعة. استُخدمت الفضة لقرون عديدة، وأثبتت جاذبيتها للمصنّعين لأن هذا المعدن النفيس لا يخضع لرقابة تنظيمية صارمة ولا لإجراءات موافقة لاحقة. لكن يعيبه ارتفاع تكلفته المتزايدة. علاوة على ذلك، لم تُظهر الفضة تحسينات ملحوظة في النتائج السريرية. فعلى سبيل المثال، يُشكّل استخدامها الواسع النطاق، في بطانات أحواض المراحيض الخزفية، ما يُمثّل بالفعل 5 أطنان من الفضة سنوياً لشركة INAX، إحدى الشركات اليابانية الرائدة في هذا المجال.
لعلّ الاهتمام الأكبر قد ينبع من تطبيقات المستهلكين، حيث يزداد وعي المصنّعين بمقاومة البكتيريا، وهم على استعداد لدفع ثمن أعلى. ربما سيُصنع مزيل العرق ومعجون الأسنان وغسول الفم القادم من مستخلصات الأعشاب البحرية. سيُضفي اللون الأحمر هوية مميزة للعلامة التجارية. وقد أكدت الاختبارات الأولية التي أجرتها شركة يونيليفر فعاليته في السيطرة على رائحة الجسم. يبقى فقط تسجيل هذه الجزيئة المبتكرة. وهذا يُمثّل فرصة للمستثمرين، ويبدو أن شركات مثل يونيليفر من أوائل الشركات التي تُبادر بالاستثمار في هذا المجال.
