العدوى : كيف تعرف أجسامنا متى تنتقم ؟

ألقت دراسة جديدة الضوء على الكيفية التي من خلالها تصاب الخلايا بـ العدوى بجرثومة آيروجينوزا Pseudomonas aeruginosa (عبارة عن جرثومة سلبية ، هوائية (وأحياناً لاهوائية) ، وهي بكتيريا على شكل قضيب مع حركة أحادية القطب.

وقد تم تحديدها كممرض انتهازي لكلٍ من البشر والنباتات أن تستشعر الممرض وتقرر ما إذا كانت ستقاوم أم لا. و يوفر البحث أيضاً معلومات حيوية لتطوير بدائل للمضادات الحيوية.

و Pseudomonas aeruginosa هي بكتيريا سالبة الجرام تعيش في التربة و الماء.

و هي أحد المسببات الانتهازية للأمراض an opportunistic pathogen ، مما يعني أنه يسبب المرض في المقام الأول لدى الأشخاص الذين لديهم نظام مناعي معرض للخطر.

و أولئك المعرضين للخطر هم الأشخاص الذين يعانون من التليف الكيسي وأولئك الذين يقيمون في أماكن الرعاية الصحية.

و يمكن أن تسبب هذه العدوى أيضاً الالتهاب الرئوي ، والتهابات المسالك البولية ، وكذلك العدوى في التهابات الجروح الجراحية.

و ما يجعل هذه البكتيريا صعبة بشكل خاص، هو أنها تقاوم مجموعة من المضادات الحيوية.

و قد حددت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC The Centers for Disease Control and Prevention) مؤخراً السلالات المتعددة المقاومة للأدوية في P. aeruginosa كتهديد خطير.

و في عام 2017 ، سجل مركز السيطرة على الأمراض 32600 حالة لـ العدوى لدى مرضى المستشفيات، و 2،700 تقدير لحالات وفاة.

و لكن كيف تدافع خلايانا عن نفسها ضد العدوى P. aeruginosa؟ 

وما الذي يمكن للعلماء فعله لمعالجة السلالات المقاومة للعقاقير المتعددة؟

إدراك أو استشعار النصاب

تستطيع البكتيريا استخدام طريقة معقدة تسمى استشعار النصاب للتواصل مع بعضها البعض ولتنظيم سلوكها الجماعي.

و يزودها النظام بمعلومات عن كثافة المستعمرة البكتيرية وأي أنواع بكتيرية أخرى موجودة في المناطق المحيطة بها. و يعتمد استشعار النصاب على جزيئات الإشارة التي يطلق عليها المنتجون التلقائيون. و تطلق هذه البكتيريا في بيئتها لإرسال رسائل إلى بعضها البعض.

و في نفس الوقت تعتمد مجموعة من العمليات البكتيرية على استشعار النصاب. و تشمل هذه تشكيل الأغشية الحيوية، و عوامل إفراز قوة الفيروس (عوامل الضراوة) ، وكلاهما يمكن أن يسبب تهديداً كبيراً لصحتنا.

و يشرح كلاً من  بيدرو مورا ألفيس Pedro Moura-Alves ، و ستيفان كوفمان Stefan Kaufmann من معهد ماكس بلانك لبيولوجيا العدوى Max Planck Institute for Infection Biology في برلين بألمانيا أثناء كتابتهما في مجلة Science ، كيف يمكن للخلايا المصابة بـ العدوى أن تعترض المحرضات الآلية P. aeruginosa ، مما يسمح لها باختيار أفضل طريقة للدفاع.

وقد أوضح البروفسور ستيفان كوفمان أن "P. aeruginosa هو أحد العوامل المسببة للأمراض (المسببة لـ العدوى) التي تسبب مقاومة عالية للميكروبات. و مسببات الأمراض المستشفيات غالباً ما تقاوم مضادات الميكروبات (المضادات الحيوية). و عادة ما يتم الحصول على الالتهابات المخاطية في المستشفيات".

و يضيف كوفمان "و في نفس الوقت ، فإن  P. aeruginsoa هو ميكروب واسع الانتشار في البيئة ، و يمكن العثور عليه في المغاسل ، وما إلى ذلك. و من المحتمل أن يتلامس الناس مع P. aeruginosa بشكل متكرر ، و بجرعات منخفضة عندما لا تكون ضارة".

و "على النقيض من ذلك ، إذا نمت هذه الميكروبات إلى وفرة أعلى ، فإنها تقوم بالانتقال إلى برنامج الجينات الخاص بها ، والذي يمكّنها من مهاجمة المضيف، لأنها تصبح الآن منتجة  لعوامل ضراوة".

"التجسس" على P. aeruginosa

في دراسة سابقة نُشرت في مجلة الطبيعة Nature ، أظهر كلاً من مورا ألفيس و كوفمان أن عامل النسخ الذي يُطلق عليه مستقبل مستقبلات الهيدروكربون أريل (AhR) يمكن أن يستشعر عوامل الضراوة الصادرة عن P. aeruginosa.

أما في بحثهم الحالي ، فقد استخدم الفريق مزيجاً من الخلايا البشرية ، والأسماك البرية ، والفئران ، لإظهار أنه يمكن لـ AhR اكتشاف مُنتجين حقيقيين لاستشعار النصاب.

و قد قال مورا ألفيس ، الذي يعمل الآن في معهد لودفيج لأبحاث السرطان Ludwig Institute for Cancer Research بجامعة أوكسفورد بالمملكة المتحدة "لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أن مستقبل أريل الهيدروكربوني قادر على التجسس على لغة التواصل البكتيرية ، وترجمتها إلى مصطلحات دفاع المضيف".

و "هذا يسمح للمضيف بمراقبة العدوى والرد وفقاً لمستوى التهديد". 

يكتب الفريق البحث في الورقة البحثية:

"نقترح أنه من خلال التجسس على التواصل بين البكتيريا ، يمكن لـ AhR أن تستشعر الوضع الراهن لمجتمع P. aeruginosa أثناء العدوى ، مما يسمح للمضيف بتهيئة أنسب آلية دفاعية وفقاً لخطورة التهديد".

إن تعطيل استشعار النصاب هو إحدى الطرق التي يحاول العلماء من خلالها التصدي لخطر الإصابة بعدوى P. aeruginosa المتعددة المقاومة للعقاقير.

و قد أوضح البروفيسور كوفمان، أنه "من خلال التدخل في نمو البكتيريا وتعديل استجابة المضيف بشكل أكثر دقة ، يمكن أن تساعدنا النتائج التي توصلنا إليها مع الآخرين على تطوير تدابير تدخُّل جديدة أفضل (بل و أكثر دقة)".

و في حين أن هذه البدائل قد تكون بعيدة في المستقبل ، فإن الأفكار الجديدة للفريق حول كيفية تواصل البكتيريا مع بعضها البعض يجب أن تساعد في هذه الاستراتيجية.

المصدر