دراسة أجرتها الجامعة العبرية تناولت الصراع بين البكتيريا المفترسة والفريسة تسليط الضوء على تطوير بديل محتمل للمضادات الحيوية في المستقبل
يقوم جهاز المناعة في الجسم بتدمير أو تحييد التأثير الضار لمعظم البكتيريا المسببة للأمراض في الجسم. أما تلك التي تتمكن من الهروب من جهاز المناعة فيمكن القضاء عليها بالمضادات الحيوية. لكن إحدى أصعب المشاكل في الطب الحديث هي التطور المتزايد للبكتيريا المقاومة لمجموعة واسعة من المضادات الحيوية.
تعرف على Bdellovibrio bacteriovorus - وهي بكتيريا مفترسة تدمر بشكل فعال البكتيريا سالبة الجرام مثل E. coli، الموجودة في الجهاز الهضمي. وتخترق البكتيريا المفترسة، التي يقل طولها عن ميكرومتر، فريستها، وتأكلها من الداخل بينما تنقسم إلى أربعة أو ستة ذرية، وتفجر فريستها وتستمر في رحلة الصيد. وتبلغ سرعة هذه البكتيريا عشرة أضعاف سرعة بكتيريا الإشريكية القولونية، أي حوالي 160 ميكرومترا في الثانية، وهو رقم يضعها في المركز الأول في "بطولة العالم" للسباحة.
"إن فهم آليات الدفاع والهجوم للبكتيريا أمر بالغ الأهمية للتطوير المستقبلي لبديل للمضادات الحيوية"، يوضح الدكتور دانييل كوستر من قسم البيئة والتطور والسلوك في معهد ألكسندر سيلفرمان لعلوم الحياة في الجامعة العبرية.
وقاد الدكتور كوستر البحث الذي شارك فيه علماء من الجامعة العبرية في القدس ومعهد كافيلي في جامعة TU Delft في هولندا. "إن بكتيريا Bdellovibrio تقتل
البكتيريا بآلية عمل مختلفة تماما عن تلك الخاصة بالمضادات الحيوية التقليدية. وعلى هذا النحو، قد يكون بديلاً محتملاً للمضادات الحيوية، التي تطور مقاومة البكتيريا لها بشكل متزايد". ومن أجل فهم كيفية بقاء الإشريكية القولونية على قيد الحياة في مواجهة مثل هذا المفترس الفعال، أنشأ الباحثون بيئتين معيشيتين للبكتيريا، باستخدام تقنية خاصة للتصنيع الدقيق - الإنتاج بأبعاد صغيرة من الميكروميتر.
الأول - يتكون من 85 بنية مجهرية متصلة ببعضها البعض من خلال قناة ضيقة تسمح بمرور البكتيريا. هذا الهيكل يحاكي تكوين التربة. والثاني - بيئة مفتوحة ذات حجم مماثل، دون انقسام إلى خلايا ودون قناة متصلة.
قام فريق الباحثين، المكون من خبراء في مجالات مختلفة - من علم الأحياء الدقيقة إلى تكنولوجيا النانو، ومن علم البيئة إلى الفيزياء الحيوية - بنشر نتائج أبحاثهم في مقال في مجلة Proceedings of the Royal Society كشف فيه أنه في المجال المفتوح لم تنجو الموجات فوق الصوتية، وتم القضاء على معظم التجمعات البكتيرية في غضون ساعات قليلة. ومن ناحية أخرى، وبشكل مدهش، في بيئة بها العديد من الخلايا الصغيرة، حافظت الإشريكية القولونية على صحة السكان وبالتالي نجت.
وأوضح الدكتور كوستر كيف تمكنت الإشريكية القولونية من البقاء في البيئة المقسمة: "نعتقد أن مجموعات الإشريكية القولونية تختبئ في زوايا مختلفة من البيئة المقسمة، ويشكل تجمعها طبقة من الغشاء البيولوجي (الأغشية الحيوية) التي ربما تحميها من البكتيريا المفترسة. توفر نتائج بحثنا معلومات مهمة مفادها أنه في البيئات الطبيعية، مثل تلك الموجودة في الأمعاء، تعيش البكتيريا أيضًا في مساحات مجزأة."
لا يزال من غير الواضح بالضبط كيف تدافع الإشريكية القولونية عن نفسها ضد البكتيريا المفترسة، لكن البحث يساهم في فهم أفضل لسلوك البكتيريا المفترسة، والتي قد تكون في المستقبل بديلاً محتملاً للمضادات الحيوية.
"في المستقبل، يمكن، على سبيل المثال، تعديل البكتيريا المفترسة وراثيا بحيث تركز على هجوم مستهدف على البكتيريا الضارة، دون الإضرار أيضا بالبكتيريا غير الضارة. مثل هذه الانتقائية أفضل من المضادات الحيوية المستخدمة اليوم، والعلاج المضاد للبكتيريا الذي لا يدمر بشكل كامل جميع التجمعات البكتيرية في الأمعاء، هو بالطبع أفضل لصحة الإنسان.
