الأغشيةالحيويةالبكتيرية:تهديدصحيخطيريتعينعلينامواجهته!

البكتيرياكائناتحيةدقيقة،ويفوقعددهاتَعدادالبشرعلىكوكبنابكثير。حيثيفوقعددالبكتيرياالموجودفمي1لمنالماء،تعدادالبشرعلىكوكبالأرض!وبإمكانالبكتيرياالعيشفيالبيئة،بالإضافةإلىتطفلهاعلىجسمالإنسان。وكي تواجه البكتيريا هذا العالَم الكبير؛ينبغيلهاإيجادالاستراتيجياتاللازمةللبقاءعلىقيدالحياة。(هل تعرف مقولة“نحن أقوى معًا”)حسنًا، فالبكتيريا تعرفها!إذتمتلكمُعظمأنواعالبكتيرياالقدرةعلىالتجمعفيتجمعاتيُطلقعليها”الأغشيةالحيوية”¹لتتمكن من البقاء على قيد الحياة。

وتلعب البكتيريا في الأغشية الحيوية لعبة الغميضة。إذ تُنتج طبقة وقائية يُطلق عليهاالأنسجةالغشائية．إذتحتويتلكالطبقةعلىموادسكريةوبروتيناتوأحماضنووية[1］．لذلك،تختلفالأغشيةالحيويةكثيرًاعمَّانسميه”مزارعالعوالقالنباتية”。إذتحتويتلكالمزارععلىبكتيريامنعزلةتسبحبحُريةفيأحدالسوائلمثلتلكالعوالقالتيتتواجدفيالبحر。وتتكون الأغشية الحيوية في البيئة في كل مكان؛مثلخطوطالأنابيب،أوهياكلالقارب،أوالصخور،أوحتىفيينابيعالمياهالساخنة。ويُمكنهاالالتصاقبالأعضاءداخلجسمالإنسان،كماتلتصقبسهولةأكبربالموادالمزروعةبالجسم。ولأنتلكالأغشيةتحتويعلىبكتيريامُسببةللأمراض،فقدتكونسببًارئيسيًّافيالإصابةبحالاتالعدوىالمزمنة。

لماذاتحتلالأغشيةالحيويةأهميةًفيعلمالأمراضالبشرية؟

تحب البكتيريا أن تعلق في أي مكان في جسمنا [2) (الشكل1)．هل لديك علم بلوحة الأسنان؟هيتلكالمادةاللزجةالتيتتشكلعلىأسنانكبينكلزيارةوأخرىإلىطبيبالأسنان。إذتحتويعلىمزيجمنالبكتيرياوالبروتيناتمنلعابك。ويُمكنك التخلص منها بغسل أسنانك بانتظام。ومنناحيةأخرى،تدعمالبكتيرياداخلتلكاللوحةالأغشيةالحيوية。وستُعانيفيالنهايةمنعدوىفياللّثةوحُفَرفيالأسنان。ولكنتساعدكالعنايةالشخصيةالجيدةوالعنايةالمتكررةمنقِبَلطبيبالأسنانعلىجعلأسنانكبصحةجيدة。وقدتتكونالأغشيةالحيويةفيالكثيرمنالأماكنالأخرى،وتسببحالاتعدوىمُزمنة。وقد تتحسن هذه العدوى عندما تتلقى أي مضاد حيوي。

ولكنهاتعودمنجديدبعدمدةقليلةمنتوقفكعنالعلاج。هل تود معرفة بعض الأمثلة على حالات العدوى هذه؟هناكبعضالأمثلة،مثلحالاتالعدوىالمزمنةبالأذنإذاكنتتترددكثيرًاعلىحوضالسباحة،أوحالاتالعدوىالرئويةالتييتعرضإليهاالأطفالبسببأحدالأمراضالوراثيةالمعروفةبالتليفالكيسي²．يا للأطفال المساكين!فالمخاطداخلرئاتهملزج،وهوبيئةمواتيةلنموالبكتيريا。ويصعب التخلص من مثل هذه العدوى؛مما يسبب مشكلةً كبيرة。فسيخضعالمريضإلىعلاجاتمتكررةولمدةطويلةبالاستعانةبالمضاداتالحيوية،ولكنستدافعالبكتيرياعننفسهاوتتطور。وستقاوِم البكتيريا العلاجَ في النهاية، ولن يُجديالمضادالحيويأي نفع على الإطلاق في التصدي للعدوى。

وتُعدالكثيرمنالأجهزةالطبيةمأوىًمثاليًّالنموالأغشيةالحيوية。تذكر آخر زيارةٍ لأجدادك بالمستشفى。فربما كان لديهمقسطراتوريديةتعملعلىتوصيلالأدويةإلىدمهم،أوربماكانلديهمأنابيبتصريف．وربماكانلديهمأحدالمفاصلالبديلةالتيتُزرعفيالوركأوالركبةحينمايصابمفصلهمالأصليويسببألمًالايُحتمل。إذيسهلعلىالبكتيريااستعمارتلكالأسطحالصناعية،وتلتصقبهابقوة。ثمتبدأبعدذلكفيالتكاثروتكوينأحدالأنسجةالغشائية。وتنموالأغشيةالحيويةعلىهذهالأجهزةفيهياكلمُعقدةللغاية。وستتكيف البكتيريا بالتدريج مع بيئاتها الجديدة。ولن تستجيب إلى أي مضاد حيوي بعد ذلك。وفينهايةالمطاف،ستكونإزالةالجزءالصناعيواستبدالهبآخرجديد——إنْأمك,نالخيارالوحيدأمامالأطباء。بالطبعسيكونالأمرسهلًاعندمايكونالجهازعبارةعنمجردقسطرة。ولكنهسيكونمُعقدًاعندمايتطرقالأمرإلىإزالةالأجهزةالمزروعة؛ مثل مفصل الورك أو الركبة. إذ يتطلب ذلك عادةً العديد من العمليات الجراحية، التي لن يُحبذها أجدادك كثيرًا.

لماذاتُبديالعدوىالمرتبطةبالأغشيةالحيويةمقاومةتجاهالمضاداتالحيوية؟

تُعدالأغشيةالحيويةملجأًيوفرحمايةًكبيرةًللبكتيريالتقطنفيها。إذتخلقالأنسجةالغشائيةحاجزًايحولدونوصولالمضاداتالحيويةإلىالبكتيريا。إلاأنهذاالحاجزالدفاعييحدمنتوغلالأكسجينوالغذاءأيضًا。ومنثمّتبدأالبكتيرياالمتواجدةفيأعماقالغشاءالحيويفيالتضورجوعًا。فتقلل من وتيرةعمليةالأيض^3.، كما لو أنها نائمة (الشكل2، الصورة جهة اليسار)。ويسهل قتل الجندي النائم عن الجندي اليقظ。إلا أن ذلك لا ينطبق على البكتيريا إطلاقًا!حيثتعملالكثيرمنالمضاداتالحيويةفقطعلىالبكتيرياالتيتتضاعفوتتكاثربنشاط،ولكنلايُمكنلذلكأنيحدثللبكتيرياوهينائمةفيالغشاءالحيوي。ويُطلقعلىهذهالظاهرة”تحمُّل”أو”مقاومة”المضاداتالحيوي。وعلى النقيض منمقاومة المضاد الحيوي،تنعكسعمليةالمقاومةهذهعندماتغادرالبكتيرياالغشاء[3.］．كماأنظاهرةالمقاومةهذهتُسهمأيضًافيإفشالالعمليةالعلاجية。إذنحتاجإلىكميةمنالمضاداتالحيويةلقتلالبكتيرياالموجودةفيالأغشيةالحيويةتُعاد1000لمرةأكثرمنالكميةالمطلوبةلقتلتلكالموجودةفيمزارعالعوالقالنباتية。لذلك،لنيُجدينفعًاذاكالمضادالحيويالذييصفهطبيبك!إلاإذاتناولتعددًامنالأقراصيزيدعنتلكالموصوفةبمقدارألفمرة،ولكنهلسترغبفيبلعمثلهذاالعددمنالأقراص؟وحتىإذااستطعتفعلذلك،فستُصيبكهذهالجرعةالزائدةبالمرض!هلتريدأنتعانيمنألمحادفيالمعدةأوإسهالأوصداع؟والأسوأمنذلك،هلتودتدميركليتيك،أوكبدكأوخلايادمك؟قطعًالا!

ماالاستراتيجياتالعلاجيةالتييُمكننااستخدامهالمواجهةالأغشيةالحيوية؟

تعرفالآنأنالمضاداتالحيويةلاتساعدعلىالتخلصمنالأغشيةالحيوية。لذانحتاجإلىالتفكيرفياستراتيجياتأخرىللتصديللأغشيةالحيويةتلك。ويُعدهذاأحدالموضوعاتالرئيسيةالتيتخضعالآنإلىالبحثالمُكثّف[4］．ويُمكنك التفكير في ثلاثة أنواع من الحلول (الشكل2، الصور جهة اليمين)。

أولًا؛الوقاية خير من العلاج!يُمكننا محاولة منع تكون الأغشية الحيوية。وهذهفكرةجيدةبخصوصالأغشيةالحيويةالتيتتكونعلىالموادالمزروعةفيالجسم。إذيُمكنناطلاءسطحالمادةالمزروعةبموادتمنعالتصاقالبكتيريابها。ويُمكنكالحصولعلىهذهالنتيجةمنخلالطلاءالعضوالمزروعبالفضةمثلًا。فأنتالآنسلعةٌنفيسةٌوبداخلكهذاالمعدنالنبيل。ويُمكنكأيضًاملءالجهازالمزروعبكميةكبيرةمنالمضاداتالحيوية。فتكونبذلكمستعدةللتصديللبكتيرياقبلأنتدخلحالةالسكونداخلالغشاء。وعلى سبيل المثال؛ يُمكننا استخدام نوع من الإسمنت مُحمَّل بجيوب من المُضاد الحيوي عند إصلاح أحد كسور العظام. ويُمكننا أيضًا تنظيف القسطرة بمحلول مضاد حيوي مُركّز. وتُستخدم بعض هذه الحلول بالفعل في العيادات. وبديلًا عن ذلك؛ يُمكننا التدخل في نظام التواصل الذي تستخدمه البكتيريا.

ويُطلق عليها استشعار النِصاب [5］．وتنطويهذهالطريقةعلىجزيئاتتُنتجهاالبكتيريا،وتستشعرهاالبكتيرياالمجاورةكمالوأنهاتشمرائحةعطرجميلة。فكماأنكلايُمكنكالتواصلمعأصدقائكدونهاتفكالخلوي،كذلكالحالمعالبكتيريا،لاتستطيعالبكتيرياالتواصلمعبعضهالبدءتكوينغشاءحيوي،دوناستشعارالنصاب。

ثانيًا؛يُمكننا محاولة تدمير النسيج الغشائي。إذينبغيلهذاأنيساعدالمضادالحيويفيالوصولإلىالبكتيرياالمختبئة。ويُمكن تحقيق ذلك عن طريقالإنزيمات．إذستُكسّرالإنزيماتالموادالموجودةفيالنسيجالغشائيإلىقطعصغيرة،تمامًاكماتحلعقدكنزتكالصوف،إذتكونفيذلكالوقتأكثرتعرضًاللخطروأكثرهشاشة،أليسكذلك؟كمايُمكنناغسيلالغشاءالحيويبإحدىغسالاتكارشرعاليةالضغط(أداةتنظيفعاليةالضغط)。أو يُمكننا تجربة أساليب أخرى مؤثرة؛مثلصدماتالليزر،والتياراتالكهربائية،أوحتىالحرارة。يبدو هذا وكأنه خيال علمي!ووحشي ومؤلم بعض الشيء!ولكنانتبهإلىأنبعضهذهالأساليبيستخدمهابالفعلطبيبالأسنانالخاصبكأوطبيبكالجراح،عندماتكونغائبًاعنالوعيفيغرفةالعمليات。

ثالثًا؛يُمكننا محاولة إيقاظ البكتيريا النائمة。وهذه ليست بمهمةٍ سهلة。إذنحتاجإلىاكتشافجزيئات”مُقاومةمُضادة”،تُساعدالمضاداتالحيويةبدورهاعلىقتلالبكتيرياالنائمة。وقد اكتُشف جزيء مقاوم مُضاد قبل سنوات قليلة [6］．إذ يُفعّل نظام إنذار لدى البكتيريا。وعندما يرن جرس الإنذار، يحين موعد الاستيقاظ!وتُحدِثالموادالمُقاوِمةالمُضادةالأخرىثقوبفيغشاءالبكتيريا。تخيل ماذا يحدث عندما تفتح كل النوافذ في منزلك؟منناحية،سيدخلالهواءالمُنعشإلىالغرفةويُوقظك。ويشير ذلك إلى أن البكتيريا لم تعد نائمة。ومنناحيةأخرى،قدتدخلذراتغبارالطلعوتُصيبعينيكبالحكة،إذاكنتتُعانيمنحساسيةضدها。وإذاقسناذلكعلىالبكتيريا،فسنجدأنالمضادالحيويسيدخلإلىالخليةلإلحاقالضرربالبكتيريا。ومازالتتلكالموادالمقاوِمةالمُضادةتخضعللفحصفيالمختبرات。 ولم تُستخدم بعد في معالجة الأشخاص. ويكمن أحد الحلول المُدهشة الأخرى في استخدام الأسلحة البيولوجية. فيمكننا مثلًا استخدام العاثيات [7]، وهي فيروسات آكلة للبكتيريا。إذ تُصيب البكتيريا بالمرض وليس الإنسان。ويُنتِجبعضهاالإنزيماتالتيبإمكانهاتدميرالنسيجالغشائي。ويشير ذلك إلى أنها تضرب عصفورين بحجر واحد!

ماذا عن المستقبَل؟

مازالتمعظمتلكالاستراتيجياتالجديدةقيدالبحثوالتطوير。إذيلزمالعملعليهاكثيرًا،للتأكدمنأنهافعّالةوتعملبطريقةصحيحة。وهناكأمرآخرمُقلقيتمثلفيخطورةأنتكونهذهالاستراتيجياتسامة。ومعذلك،فإننانُحرزتقدمًابخطىثابتةفيهذاالشأن。وقد جُرّبت بعض العلاجات مؤخرًا على بعض المرضى。فمثلًا؛استُخدمتالعاثياتلمُعالجةطفليعانيمنعدوىحادةفيالكبد。

هلأنتمتحمسللالتحاقبإحدىالفرقالبحثيةالتيتتناولهذهالموضوعات؟نحن نتطلع إلى رؤيتك في مختبراتنا قريبًا!

يُمكنكالحصولعلىالمزيدمنالمعلوماتفيمقالفرونتيرزللعقولالشابةهذا[5，7］．

مسردللمصطلحات

الأنسجة الغشائية(矩阵)：↑مزيجمنالموادالتيتختبئبداخلهاالبكتيريا،وتدعمالهيكلالكليللأغشيةالحيوية。

المضاد الحيوي(抗生素)：↑مادة لديها القدرة على منع نمو البكتيريا أو قتلها。

القسطرة(导管)：↑أنبوبرفيعيُمكنإدخالهإلىالجسملحقنالأدويةفيالدموإخراجالسوائلمنالجسم(مثل:البول،أوالصديد)。

أنبوب التصريف(排水)：↑أنبوبيجريتركيبهليُخلّصالجسممنالسوائلالمتراكمة(مثل:تلكالتيتتكونفينهايةأيعمليةجراحية)。

عملية الأيض(新陈代谢)：↑السلسلةالكليةللتفاعلاتالكيميائيةالتيتحدثفيأيخلية،وتدعمالبقاءعلىقيدالحياة(إنتاجالطاقة،وتكوينالجزيئاتاللازمةكوحداتبناءللخلية)。

مقاومة المضادات الحيوية(抗生素耐药性)：↑اكتسابالبكتيريالآليةتجعلهالاتتأثربالمضاداتالحيوية،كتدميرهاللمضادالحيوي،وتغييرالهدفالمنشودمناستخدامه。

الإنزيمات(酶)：↑بروتينلديهالقدرةعلىتحويلأيجزيءإلىآخر،كمافيتحليلالموادالناتجةمنتفاعلكيميائيعلىسبيلالمثال。

إقرار تضارب المصالح

يعلنالمؤلفونأنالبحثقدأُجريفيغيابأيعلاقاتتجاريةأوماليةيمكنتفسيرهاعلىأنهاتضاربمحتملفيالمصالح。

إقرار

يشكرالمؤلفونكامييلوتشارلوتوفالنتينا(الذينيبلغونمنالعمر14-12عامًا) على قراءتهم وتعليقهم على هذا البحث。

---

الحواشي

¹//www.midknightsigns.com/ar/manbetxapp在线登录articles/10.3389/frym.2016.00014-ar

²//www.midknightsigns.com/article/10.3389/frym.2019.00106

^3.//www.midknightsigns.com/article/10.3389/frym.2019.00045

---

المراجع

[1]↑柯斯顿，j.w.，斯图尔特，p.s.，格林伯格，e.p.， 1999。细菌生物膜:持续性感染的常见原因。科学284:1318-22。doi: 10.1126 / science.284.5418.1318

[２]↑Lebeaux, D.， Ghigo, J. M.和Beloin, C. 2014。生物膜相关感染:弥合临床管理和对抗生素顽抗的基本方面之间的差距。Microbiol。摩尔。杂志。牧师。78:510-43。doi: 10.1128 / MMBR.00013-14

[3]↑严，J.和巴斯勒，B. L. 2019。作为一个群落生存:抗生素耐受性和细菌生物膜的持久性。细胞宿主微生物26:15-21。doi: 10.1016 / j.chom.2019.06.002

[4]↑苏雷什，M. K，比斯瓦斯，R.和比斯瓦斯，L. 2019。预防和治疗的最新进展金黄色葡萄球菌生物膜。Int。微生物学。309:1-12。doi: 10.1016 / j.ijmm.2018.11.002

［5］↑科斯坦蒂诺，V.和埃斯波西托，G. 2018。你知道微生物使用社交网络吗?前面。年轻人航班。doi:10.3389 / frym.2018.00031

[6]↑康伦，B. P.，中亚苏，E. S.，弗莱克，L. E.，拉弗勒尔，M. D.，伊莎贝拉，V. M.，科尔曼，K.等。2013。活化的ClpP杀死顽固分子并根除慢性生物膜感染。自然503:365 - 70。doi: 10.1038 / nature12790

[7]↑Gutiérrez, D, Fernández, L, Martínez, B, Rodríguez, A，和García, P. 2016。噬菌体:坏细菌的敌人是我们的朋友!前面。年轻人四点半。doi:10.3389 / frym.2016.00030