كيف تتحول البكتيريا إلى ممرضات شرسة ومقاومة للمضادات الحيوية؟

تعد البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية من أكثر المشكلات التي تؤرق الباحثين في مجالات الصحة والبيولوجيا، ومن أجل الكشف عن حل للمشكلة يبحث العلماء عن جذورها الجزيئية، التي تشمل ما يُعرف بـ”النقل الجيني”، وهي عملية تنتقل الجينات خلالها بين الكائنات الدقيقة على نحو يغير قدراتها، إما بجعل غير الممرض منها ممرضا، أو بإكساب الممرض منها مناعة ضد المضادات الحيوية.

ومؤخرا، كشف فريق دولي من الباحثين من سنغافورة والمملكة المتحدة عن آلية جديدة للنقل الجيني قد يسهم فهمها والتحكم فيها في تحسين آليات الرعاية الصحية والعلاج.

وحسب الدراسة الجديدة التي نُشرت في دورية “سِل” -إحدى أشهر المجلات العلمية في مجال الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية- اكتشف علماء من جامعة سنغافورة الوطنية وإمبريال كوليدج لندن طريقة جديدة تنقل بها البكتيريا جيناتها، مما يمكنها من التطور بشكل أسرع بكثير مما كان معروفا لنا في السابق.

النقل المشترك الجانبي

تعد القدرة على مشاركة المواد الجينية المحرك الرئيسي للتطور الميكروبي، لأنها يمكن أن تحول بكتيريا حميدة إلى عامل ممرض مميت في لحظة، إذ يمكن للعاثيات (فيروسات البكتيريا) أن تعمل كقنوات تسمح للجينات بالانتقال من بكتيريا إلى أخرى.

قبل هذه الدراسة الجديدة، كان العلماء يعرفون 3 آليات لهذا النقل الجيني: عمليات النقل العامة والمتخصصة والجانبية. وفي دراستهم الجديدة، اكتشف الباحثون آلية رابعة أطلقوا عليها “النقل المشترك الجانبي”.

في هذه العملية المكتشفة حديثا ينتقل جزء من بكتيريا المكورات العنقودية الذهبية يعرف باسم “جزر المكورات العنقودية الذهبية المرضية”، وهي عناصر أنانية من الحمض النووي عادة ما توجد مدمجة في كروموسومات تلك البكتيريا، والتي اكتُشف أنها تنتقل لتقوم باستغلال بكتيريا العاثيات والتطفل عليها.

المكورات العنقودية الذهبية هي نوع من البكتيريا التي يمكن أن تسبب عدوى العنقوديات في البشر والحيوانات، والتي تتجلى في المقام الأول على شكل التهابات جلدية، إلا أنها يمكن أن تهدد الحياة إذا انتشرت إلى مجرى الدم وأصابت الأعضاء أو العظام أو المفاصل.

من جهته، قال البروفيسور خوسيه آر بيناديس من قسم الأمراض المعدية، ومدير مركز بيولوجيا مقاومة البكتيريا في إمبريال كوليدج لندن “يلقي هذا الاختراق الضوء على مسار جديد تتطور من خلاله البكتيريا. وبالنظر إلى الارتفاع المثير للقلق من الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية، يصبح فهم الآليات التي تقود التطور البكتيري أمرا بالغ الأهمية”.

طريقة أكثر فعالية وأسرع في النقل الجيني

على عكس العاثيات التي تضحي بجيناتها لنقل الحمض النووي إلى المضيف البكتيري، يمكن لجزر المكورات العنقودية الذهبية المرضية أن تنقل نفسها سليمة تماما مع الحمض النووي البكتيري من خلال النقل المشترك الجانبي. وتمكنهم هذه القدرة من تكرار العملية بشكل دائم، مما يجعلها أكثر فعالية وكفاءة في نقل الجينات البكتيرية.

وفي السياق، قال البروفيسور جون تشين قائد الدراسة من جامعة سنغافورة الوطنية “من خلال الدراسة، أثبتنا أن البكتيريا يمكن أن تتطور بشكل أسرع كثيرا مما كنا نعرفه. وفي حين أن النقل الجيني كان دائما المجال الحصري للعاثيات، أظهر بحثنا أن الطفيليات التي تتطفل على العاثيات ربما تكون أقوى عوامل التحويل المعروفة حاليا وأكثرها كفاءة”.

من جانبه، قال البروفيسور تشنغ وي جو، نائب العميد للبحوث في كلية طب جامعة سنغافورة الوطنية، “سيؤثر هذا الاكتشاف الرائد على الطريقة التي نفهم بها كيفية تطور البكتيريا من خلال نقل الجينات، وآثارها المحتملة على الالتهابات والأمراض البكتيرية. ويعد هذا البحث أيضا أمرا بالغ الأهمية في إبلاغ قرارات العلاج الآمن في البيئات السريرية”.

ظهور الجراثيم الخارقة

دعا ظهور الجراثيم الخارقة إلى طرق جديدة لعلاج السلالات المقاومة للمضادات الحيوية. إحدى هذه الطرق التي اكتسبت قوة دفع في السنوات الأخيرة هي العلاج بالعاثيات، الذي يتضمن استخدام العاثيات للقضاء على البكتيريا الضارة في العدوى والأمراض.

إلا أنه، وفقا للدراسة الحديثة، يمكن أن تتحول بعض العاثيات العلاجية إلى شركاء غير مقصودين لجزر المكورات العنقودية الذهبية المرضية أو العناصر الأخرى ذات الصلة القادرة على النقل المشترك الجانبي.

ووفقا للبروفيسور بيناديس “من المحتمل أن تحدث هذه العملية في عديد من الأنواع البكتيرية الأخرى أيضا. لذلك فإن هذا الاكتشاف الرائد يمثل تحولا نموذجيا في فهمنا للتطور البكتيري، وسوف يؤثر بشكل كبير على الطرق التي نكافح بها مقاومة المضادات الحيوية”.