البطيء ينجو

كشفت دراسة جديدة أنه من بين مجموعات البكتيريا هناك أنواع من البكتيريا تبقى على قيد الحياة حتى بعد التعرض للعلاج بالمضادات الحيوية، وذلك بسبب تباطؤ نموها. وقد يساعد هذا الاكتشاف في مكافحة المقاومة المتزايدة للبكتيريا

ميريت سلين

في السنوات الأخيرة، أصبحت مشكلة مقاومة المضادات الحيوية أسوأ. تحصد البكتيريا المفترسة الضحايا، ويصاب الأطفال المبتسرون ببكتيريا عنيفة، وغالبًا ما يقف العلم عاجزًا في مواجهة البكتيريا المقاومة لجميع أدوية المضادات الحيوية. كيف تمكنت المخلوقات الصغيرة من خداع العلماء والهروب من المضادات الحيوية؟ الجواب معروف: من بين مجموعة البكتيريا المعرضة للمضادات الحيوية، هناك تلك التي تعرضت لطفرة، مما يمنحها مقاومة للمضادات الحيوية. ولذلك، فبوجود مادة المضاد الحيوي، سيبقون على قيد الحياة ويتكاثرون، بينما ينقرض أصدقاؤهم الذين لم يخضعوا للطفرة. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على تجمعات بكتيرية، يتكون معظمها من بكتيريا مقاومة. وتنتقل صفة المقاومة إلى النسل وتنشأ سلالة جديدة من البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية.

من هذا الوصف يمكن أن نفهم أنه طالما لم تحدث طفرة فإن البكتيريا كلها سوف تنقرض. ولكن اتضح أن الأمر ليس كذلك بالضرورة. وفي دراسة أجراها باحث إسرائيلي وفريق باحثين من جامعة روكفلر بالولايات المتحدة الأمريكية، ونشرت مؤخرا في مجلة "ساينس"، تبين أنه في كل مجموعة بكتيرية هناك عدد قليل من البكتيريا التي تنجو من التعرض للعلاج بالمضادات الحيوية دون أن تتحور. . إن عددها الصغير يسمح بعدم اكتشافها في الاختبارات التي يتم إجراؤها لتطوير مضادات حيوية جديدة.

تشرح الدكتورة ناتالي لابان من معهد راكيه للفيزياء في الجامعة العبرية، التي أجرت البحث، أن "مشكلة مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية تصبح أكثر تعقيدا يوما بعد يوم". "يتم إنشاء المقاومة بسرعة. لذلك، على سبيل المثال، هناك موقف مفاده أنه بما أن معظم المواد المضادة للمضادات الحيوية تأتي من الطبيعة، فإن جينات المقاومة موجودة بالفعل في البكتيريا. وبناء على هذا الموقف، قررت شركات الأدوية تطوير مواد المضادات الحيوية الاصطناعية. منذ حوالي عامين، تم استخدام مادة جديدة تسمى "لينيزوليد"، وعلقت عليها آمال كبيرة، لكن في أقل من عامين تطورت البكتيريا المقاومة لها. وهذا مثال على الصعوبة التي ينطوي عليها تطوير مضادات حيوية جديدة: فتكلفة تطويرها هائلة، وعدم اليقين كبير، ومن المفارقة أن شركات الأدوية تقلل من استثماراتها في تطوير مضادات حيوية جديدة على مستوى العالم. في نفس الوقت الذي تزداد فيه مقاومة البكتيريا.

"إحدى المهام الرئيسية هي التوصل إلى فهم عميق لكيفية تطور مقاومة المضادات الحيوية. يقول بالبان: "هذه خطوة حاسمة قبل طرح مضاد حيوي جديد في السوق". "الهدف هو التخلص من جميع أنواع البكتيريا، لذلك أردنا أن نفهم لماذا تتفاعل بعض البكتيريا بشكل مختلف مع العلاج بالمضادات الحيوية. عندما نظرنا في دراستنا إلى ديناميكيات التجمعات البكتيرية، رأينا أن معظم السكان يموتون بسرعة كبيرة، ولكن هناك أيضًا بكتيريا فيها لا تعمل المضادات الحيوية عليها. هذه بكتيريا "بطيئة" - فهي تتطور ببطء وبالتالي لا تتضرر من المضادات الحيوية التي تعمل على الخلايا التي تنقسم بسرعة. ولم يعرف مطورو المضادات الحيوية حتى الآن ضرورة أخذ هذه البكتيريا في الاعتبار، رغم أن هذه النتائج كانت مخفية بين سطور الأدبيات الطبية في المقالات المنشورة في بداية القرن الماضي.

تم إدخال المضادات الحيوية في الحرب العالمية الثانية. لاحظ طبيب الجيش جوزيف بيجر أنه بعد وضع المضادات الحيوية على جروح جرحى الحرب، تجمد الجرح. ولكن بعد فترة قصيرة عاد للظهور. وعندما عزل البكتيريا من الجرح وعالجها بالمضادات الحيوية، توقع أن يجد مقاومة لدى جميع السكان للمضادات الحيوية، لأنه كان يعلم أن تلك البكتيريا التي نجت بعد العلاج كانت في الواقع تلك البكتيريا التي خضعت لطفرة أعطتها المقاومة. لكن بيغر اكتشف أن البكتيريا التي نجت ليست كلها مقاومة، وفي الواقع وجد مجموعة مختلطة من البكتيريا المقاومة وغير المقاومة. ولم يعرف كيف يشرح اكتشافه، لكنه أبلغ عنه في الأدبيات العلمية.

ولم تحظ هذه الظاهرة باهتمام خاص من العلماء. فقط في السنوات العشر الماضية أصبحوا مهتمين بالاستجابة غير المنتظمة للبكتيريا للمضادات الحيوية. قبل خمس سنوات، دخل لابان الحقل. وتقول: "كان نهجنا الأساسي هو محاولة وصف ظاهرة المقاومة باستخدام أدوات رياضية، من أجل الوصول إلى فهم أعمق لها". وبالتعاون مع فريق من الباحثين من الولايات المتحدة الأمريكية، قامت ببناء نموذج رياضي يصف سلوك المجموعات البكتيرية.

يقول لابان: "ألمح النموذج إلى أنه في كل مجموعة بكتيرية هناك مجموعات سكانية فرعية لا تنمو بنفس المعدل، وهي التي تنجو من المضادات الحيوية". "لقد قررنا التحقق من هذه الظاهرة بطريقة كمية ودقيقة." ولتحقيق هذه الغاية، طور الباحثون شريحة ذات قنوات صغيرة، تنمو في كل منها بكتيريا واحدة. باستخدام المجهر من الممكن تتبع سلوك كل من البكتيريا ومعرفة كيفية تفاعلها مع المضادات الحيوية. "لقد رأينا أنه كان هناك بعض البكتيريا داخل المجموعة، والتي كانت الوحيدة التي نجت بعد تناول المضادات الحيوية. يقول بالبان: "عندما نظرنا إلى الوراء في الوقت المناسب، رأينا أنهم كانوا هناك حتى قبل إعطاء المضادات الحيوية، لكنهم تطوروا ببطء مقارنة بأصدقائهم". "وبالتالي فإن البكتيريا البطيئة الموجودة بين السكان هي التي تنجو من العلاج بالمضادات الحيوية. نحن نعلم أن المضادات الحيوية تدمر بشكل رئيسي الخلايا التي تنقسم بسرعة. وهذا هو السبب إذن في عدم تلف الخلايا البطيئة، وبعد العلاج بالمضادات الحيوية، تبقى على قيد الحياة ويعود المرض. توجد البكتيريا بطيئة الحركة في كل مجموعة بكتيرية، بغض النظر عما إذا تم إعطاء مضاد حيوي أم لا، ونتوقع أن هذه هي البكتيريا التي قد تتراكم الطفرات وتكتسب مقاومة للمضادات الحيوية.

النتائج التي توصل إليها فريق الباحثين لها أيضا أهمية عملية. وتقول: "هناك حاجة إلى نهج مختلف لتطوير أدوية المضادات الحيوية أو الأدوية المصاحبة للمضادات الحيوية". "بدلاً من الإشارة فقط إلى الضرر الذي تسببه لغالبية البكتيريا، يجب على المرء أيضًا الإشارة إلى الضرر الذي تسببه للبكتيريا البطيئة، بهدف منعها من البقاء على قيد الحياة بعد العلاج. ويمكن القيام بذلك بطريقتين: تطوير مضادات حيوية تقتل البكتيريا البطيئة أيضًا، أو إيجاد طريقة لزيادة معدل نموها ومن ثم مهاجمتها بالمضادات الحيوية العادية.

بالمناسبة، يمكن استخدام الرقائق التي تتطور عليها البكتيريا لغرض آخر: التعرف السريع على الأمراض المعدية. وحقيقة أنها توفر معلومات فورية عن حساسية البكتيريا للمضادات الحيوية، قبل أن تتكاثر البكتيريا في مستعمرات مرئية، يمكن أن توفر اليومين أو الثلاثة أيام المطلوبة حاليًا لمثل هذا التشخيص.

سلوك البكتيريا استجابة للعلاج بالمضادات الحيوية. الشريحة بالتسلسل

تحتوي الصور على صفوف، في كل منها تتطور بكتيريا واحدة

موقف البداية

تتطور البكتيريا على الشريحة؛ هناك بكتيريا بطيئة (مميزة بالسهم) تتخلف عن البقية

بعد تناول المضادات الحيوية. تموت جميع البكتيريا، باستثناء البكتيريا البطيئة

تستمر البكتيريا التي نجت في التطور بعد إزالة المضاد الحيوي

تعرف البكتيريا

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~145223961~~~152&SiteName=hayadan