الضوء الأزرق لمحاربة البكتريا MRSA

من خلال الضوء الزرق Blue light ،تمكن العلماء في بوسطن ، الذين يبحثون في تقنيات المجهر الضوئي الجديدة -و بشكل غير متوقع- من تحطيم الغشاء المحيط بـ بكتيريا، المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين (MRSA Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) .

و هذه المكورات هي بكتيريا تسبب التهابات في أجزاء مختلفة من الجسم. و يُذكر أنه من الصعب علاج معظم سلالات المكورات العنقودية الذهبية - أو المكورات العنقودية - لأنها مقاومة لبعض المضادات الحيوية شائعة الاستخدام. 

و للعلم فإن هذه البكتيريا قادرة على التكيف بشكل مثير للإعجاب. و من خلال الانقسام السريع للخلايا وعن طريق نقل الجينات الأفقي - حيث تنقل الجينات مع جيرانها - يمكن للبكتيريا أن تعزز دفاعاتها بسرعة ضد التهديدات.

و من أحد هذه التهديدات هو المضادات الحيوية ، و مسببات الأمراض ، مثل بعض البكتيريا ، و التي تتكيف بسرعة لإلحاق الهزيمة بها.

لذا فعندما تصبح هذه المُمْرِضات مقاومة للمضادات الحيوية أكثر فأكثر ، فإن رؤى العالم التي لم تعد تعتمد عليها الأدوية التي نعتمد عليها ، جعلت العلماء يتسابقون للتوصل إلى طريقة أخرى لوقف العدوى.

و الآن ، فقد أعلن علماء من كلية الهندسة بجامعة بوسطن في ماساتشوستس نجاحهم في إضعاف مسببات الأمراض باستخدام الضوء الأزرق لمهاجمتها على المستوى الجزيئي.

يقول البروفيسور جي شين تشنغ Ji-Xin Cheng، من كلية الهندسة: "العلاج جديد لأنه ، بدلاً من استخدام نهج قائم على الدواء ، فإنه يأخذ هدفاً جسدياً في بنية الخلية نفسها."

و للعلم فإن البروفيسور تشنغ هو المؤلف الأول لـ الورقة البحثية في Advanced Science العلوم المتقدمة و الذي يصف البحث الآن.

ما حدث مجرد صدفة

قد يكون الضوء الأزرق هو المفتاح لهزيمة MRSA

ما حدث مع البروفيسور تشينغ و زملاؤه عبر إمكانات الضوء الأزرق عن طريق الصدفة ، أثناء تجربة تقنيات المجهر الضوئي الجديدة.

فقد كانوا يستخدمون المكورات العنقودية الذهبية (S. aureus) كموضوع مجهري، و لكنهم سرعان ما وجدوا أنها غير مستقرة للغاية لأغراضهم ؛ فقد كان الضوء الأزرق للميكروسكوب يؤثر (تبييضاً) على جزيء ستافيلوكسانثين (STX).

يقول البروفيسور تشنغ: "إن التصبغ الذهبي هو التوقيع العالمي لـ S. aureus".

"و لأغراض التصوير ، فإن هذا أمرٌ سيءٌ. و لكن ، إذا كانت مُبيَّضة ، فقد تساءلنا ، هل ما زالت حية؟ "

لقد تفاجئ و تحمس الفريق أكثر عندما علموا أن تبيضها الضوئي تسبب في النهاية في موت مستعمرة S. aureus بأكملها.

و بالتأكيد فالقدرة على قتل S. aureus ليس بالأمر الهين.

يمكن القول إن S. aureus هي النذير الأوضح لعصر ما بعد المضادات الحيوية الوشيك.

و للعلم فإن بكتيريا S. aureus المقاومة للميثيسيلين (MRSA) تسبب التهابات الجلد و الأنسجة الرخوة و تسبب تسمم الدم و الالتهاب الرئوي.

و قد كان الميثيسيلين أول مضاد حيوي يفشل ضد MRSA ، و منذ ذلك الحين أصبح من الصعب للغاية علاج البكتيريا بمضادات حيوية أخرى.

و من ناحية أخرى، فوفقاً لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC) ، فإن MRSA مسؤولة عن العديد من 2.8 مليون إصابة مقاومة للمضادات الحيوية ، و المسؤولة عن الوفيات الناجمة عن 35000 حالة كل عام في الولايات المتحدة.

و في مواجهة الموت غير المتوقع لـ S. aureus ، فقد وجد فريق تشنغ نفسه يتساءل ، "إذا قمنا بتبييض [صبغة MRSA الذهبية] ، فهل يمكننا قتل [البكتيريا]؟"

إن الخبر السار الذي اتضح للفريق، أن الجواب على السؤال هو: "تقريباً". و قد يكون كافياً.

التحلل الضوئي للضوء الأزرق و MRSA

من ناحية ثانية، كشفت دراسة أخرى أنه عندما انهارت فوتونات الضوء الأزرق للمجهر STX ، فقد ظهرت فتحات صغيرة في جميع أنحاء الأغشية التي تحمي خلايا MRSA ، و مات 90 ٪ من المستعمرة.

و مع ذلك ، عند التعامل مع بكتيريا سريعة الحركة مثل MRSA ، فهذا ليس كافياً: إذ أنه في غضون نصف ساعة ، كانت الخلايا تنقسم مرة أخرى.

و وفقاً لمؤلف الدراسة الرئيسي Pu-Ting Dong ، "تنمو بكتيريا MRSA بسرعة كبيرة ، لذا لكي نكون فعالين ، نحتاج إلى قتل 99.9٪ من البكتيريا".

أما بالنسبة لـ 10٪ المتبقية ، فقد جرب فريق تشنغ شيئاً جديداً: بعد التحلل الضوئي للضوء الأزرق ، و الذي يشير إلى تحلل الجزيئات من خلال الضوء ، قاموا بتعريض الخلايا لبيروكسيد الهيدروجين ، و هو مؤكسد قوي يمكنه مهاجمة الخلايا الحية.

و عندما دخل بيروكسيد الهيدروجين إلى خلايا S. aureus من خلال الثقوب الموجودة في أغشيتها ، أدى إلى انفجارها. و أخيراً ، دمروا 99.9٪ من مستعمرة S. aureus.

و بالتالي ، يبدو أن التحلل الضوئي للضوء الأزرق هو الضربة الأولى في لكمة واحدة يمكن أن تزيل مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.

و منذ النتائج الأولية التي توصلوا إليها في المختبر ، تعاون تشنغ و فريقه مع باحثين من جامعة بوردو و مركز ماساشوستس العام لمستشفى ويلمان للطب الضوئي في بوسطن لتأكيد فعالية تقنيتهم ​​على جروح الجلد MRSA في الفئران.

إن الجزء المهم الذي يجعل التحلل الضوئي للضوء الأزرق جذاباً جداً ، كعلاج ، هو أنه لا يضر الخلايا الطبيعية.

و ينطبق هذا أيضاً على العلاج بالليزر بالنبض الأزرق -الذي تعلمه فريق تشنغ- ، إذ أنه يمكن أن يوفر تحلل ضوئي أكثر فعالية. 

و كشرح أكثر عمقاً يقول مؤلف الدراسة المشارك جي هوي "إنه باستخدام الليزر الأزرق النابض ، يمكننا تقصير وقت العلاج بشكل كبير، و كذلك زيادة عمق الأنسجة التي يمكننا علاجها بشكل فعال.

و يبدو ضوء الليزر غير مؤلم، و لا يسبب أي إحساس بالحرارة ، و هو مثالي للتطبيقات السريرية " .

و الخبر السار القادم  من تشنغ وزملائه سيكون تطوير تجربة لعلاج الأشخاص الذين يعانون من تقرحات الجلد التي يسببها مرض السكري.

و أخيراً يقول جي هوي: "إذا تمكنا من علاج تقرحات السكري ، فسيغير ذلك حياة الناس. و كعلماء ، نحن لا نريد فقط نشر الأوراق ، بل نريد أيضاً إعادة ثمار عملنا و تمويل أبحاثنا، إلى المجتمع ".

عزيزي القارئ
لأننا نهتم، نتمنى أن تكتب لنا في التعليقات عن المواضيع التي ترغب و تهتم بها لنتمكن من تقديمها لك، لرغبتنا في أن يعبِّر موقعنا عن اهتمامات القارىء العربي.

 كما ونرجوا منك مشاركة المقال في حال أعجبك المحتوى.   

 ننصحك بقراءة المقالات التالية :

مفهوم الضوء عبر التاريخ في العلم و الدين و الفلسفة و الثقافة

الذكاء الاصطناعي يحدد مصادر الضوء

ماذا تعرف عن دور الضوء الأزرق في تسريع الشيخوخة؟