أنقذت المضادات الحيوية عددا لا يحصى من الأرواح على مر العقود. ومع ذلك، بالنسبة لمسببات الأمراض التي تقتلها، تعتبر المضادات الحيوية عدوا قديما، وهي بالفعل بارعة في القتال.
واتضح أن انتشار مقاومة المضادات الحيوية قد لا يكون مقيدا كما افترضنا، ما يمنح المزيد من الأنواع وصولا أسهل بكثير لمقاومة المضادات الحيوية أكثر مما تعتقده النماذج السابقة.
وجاءت النتائج من دراسة أجراها الباحث في المعلوماتية الحيوية، جان زريميك، من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، والتي بحثت عن علامات التنقل بين عناصر الحمض النووي التي تسمى البلازميدات.
وإذا كان الجينوم كتاب طبخ، فيمكن تخيل البلازميدات على أنها قصاصات فضفاضة من الورق تحتوي على وصفات ثمينة مسروقة من الأصدقاء والأقارب. ويحتوي الكثير منها على تعليمات لصنع مواد يمكن أن تساعد البكتيريا على البقاء في ظل ظروف مرهقة.
وبالنسبة للبكتيريا، فإن جرعة المضادات الحيوية تكون مرهقة عادة. وبينما كنا نستخدمها كشكل من أشكال الطب في الجزء الأكبر من مائة عام، فإن الحقيقة هي أننا استلهمنا ببساطة من سباق التسلح الميكروبي الذي قد يكون قديما قدم الحياة نفسها.
ونظرا لأن أنواعا مختلفة من الميكروبات ابتكرت طرقا جديدة لإعاقة نمو منافسيها من البكتيريا عبر العصور، فقد ابتكرت البكتيريا طرقا جديدة للتغلب عليها.
وغالبا ما يتم الحفاظ على إجراءات الدفاع هذه في تشفير البلازميد، ما يسمح للخلايا البكتيرية بمشاركة المقاومة بسهولة من خلال عملية تسمى الاقتران.
ومن أجل توزيع البلازميدات على نطاق واسع بين الخلايا في عمل جرثومي، يجب أن تمتلك منطقة من الترميز الجيني تسمى أصل تسلسل النقل، أو oriT.
وهذا التسلسل هو ما يتعامل مع الإنزيم الذي يقطع البلازميد، لفتحه لسهولة النسخ، ثم يغلقه مرة أخرى. ومن دون oriT، من المقرر أن تظل الوصفة السرية للبلازميد في حوزة صاحبها.
وفي الماضي، كان يُعتقد أن كل بلازميد يحتاج إلى امتلاك كل من oriT ورمز الإنزيم من أجل مشاركته في أعمال الاقتران.
واليوم، من الواضح أن الإنزيم ليس بالضرورة خاصا بأي تسلسل oriT معين، ما يعني أنه إذا كانت الخلية البكتيرية تحتوي على العديد من البلازميدات، فقد يستفيد البعض من الإنزيمات المشفرة بواسطة الآخرين.
وإذا أردنا التوصل إلى كتالوج من البلازميدات التي يمكن مشاركتها – بما فيها تلك التي تحتوي على تعليمات لمقاومة المضادات الحيوية – فنحن ببساطة نحتاج إلى معرفة عدد التي تحتوي على تسلسل oriT.
ولسوء الحظ، فإن العثور على هذه التسلسلات وتحديدها كميا يتطلب وقتا طويلا وشاقا. لذلك طور زريميك وسيلة أكثر فاعلية للبحث عن oriT بناء على الخصائص الفريدة للخصائص الفيزيائية للتشفير.
وطبق النتائج على قاعدة بيانات تضم أكثر من 4600 بلازميد، وحساب كيف استندت البلازميدات المتنقلة الشائعة إلى انتشار oriT.
واتضح أننا ربما كنا بعيدا جدا عن العلامة في مدى شيوع هذا التسلسل الأساسي، حيث كانت نتائج زريميك أعلى بثماني مرات من نتائج التقديرات السابقة.
ومع أخذ عوامل التحويل الأخرى في الاعتبار، يمكن أن يعني أن هناك ضعف عدد البلازميدات المتنقلة بين البكتيريا، مع ضعف عدد الأنواع البكتيرية التي تمتلكها.
وكان هناك اكتشاف آخر قام به زريميك، وهو مدعاة للقلق.
ويقول زريميك: “تنتمي البلازميدات إلى مجموعات حركية مختلفة، أو مجموعات MOB، لذا لا يمكنها الانتقال بين أي نوع بكتيري”.
ومع ذلك، يقترح بحثه الآن نصف تسلسلات oriT التي وجدها مناسبة لأنزيمات الاقتران من مجموعة MOB مختلفة تماما، ما يشير إلى أن الحدود بين الأنواع البكتيرية قد تكون أكثر نفاذية للبلازميدات مما كنا نظن أيضا.
وكل هذا خبر مقلق في ظل السباق لتطوير علاجات جديدة مضادة للبكتيريا.
ويقول زريميك: “يمكن أن تشير هذه النتائج إلى وجود شبكة قوية لنقل البلازميدات بين البكتيريا في البشر والحيوانات والنباتات والتربة والبيئات المائية والصناعات، على سبيل المثال لا الحصر. وتحدث جينات المقاومة بشكل طبيعي في العديد من البكتيريا المختلفة في هذه النظم البيئية، ويمكن أن تعني الشبكة الافتراضية أن الجينات من كل هذه البيئات يمكن أن تنتقل إلى البكتيريا التي تسبب المرض لدى البشر”.
وستساعدنا مثل هذه التكنولوجيا على فهم أفضل لما نواجهه.
ونُشر هذا البحث في مجلة Microbiology Open.
المصدر: ساينس ألرت
