كشف بحث جديد كيف يمكن لأنواع معينة من البكتيريا أن تتكيف مع التعرض طويل الأمد للمضادات الحيوية عن طريق التمويه بتغيير شكلها.
ونُشر البحث هذا الشهر في مجلة Nature Physics، وأجري بقيادة أستاذ الفيزياء المساعد بجامعة كارنيجي ميلون شيلاديتيا بانيرجي.
ويوضح البحث أن البكتيريا لا تستسلم جميعها لاستخدام المضادات الحيوية، فبعضها قادرة على تكييف تركيب خلاياها وتغيير شكلها لمقاومة التأثير الطبي.
والتكيف هو عملية بيولوجية أساسية تدفع الكائنات الحية إلى تغيير سماتها وسلوكها لتناسب بيئتها بشكل أفضل، سواء كان ذلك التنوع الشهير للعصافير الذي لاحظه عالم الأحياء الرائد تشارلز داروين أو العديد من أنواع البكتيريا التي يتعايش البشر معها.
وفي حين أن المضادات الحيوية ساعدت الناس منذ فترة طويلة على منع وعلاج الالتهابات البكتيرية، إلا أن العديد من أنواع البكتيريا تمكنت بشكل متزايد من التكيف مع مقاومة العلاجات بالمضادات الحيوية.
وركز بحث بانيرجي في جامعة كارنيجي ميلون على الميكانيكا والفيزياء وراء العمليات الخلوية المختلفة، وكان الموضوع المشترك في عمله هو أن شكل الخلية يمكن أن يكون له تأثيرات كبيرة على تكاثرها وبقائها.
وقرر بانيرجي مع الباحثين في جامعة شيكاغو البحث في كيفية تأثير التعرض للمضادات الحيوية على نمو وتشكل بكتيريا Caulobacter crescentus، وهي كائن نموذجي شائع الاستخدام.
وأوضح بانيرجي ما وجده هو وزملاؤه قائلا: "باستخدام التجارب أحادية الخلية والنمذجة النظرية، أثبتنا أن تغييرات شكل الخلية تعمل كاستراتيجية تغذية مرتدة لجعل البكتيريا أكثر تكيفا مع المضادات الحيوية الباقية".
وعند التعرض لجرعات أقل من المميتة من الكلورامفينيكول (مضاد مكروبي كابح للجراثيم) على مدى عدة أجيال، وجد الباحثون أن البكتيريا غيرت شكلها بشكل كبير من خلال أن تصبح أوسع وأكثر انحناءا.
وقال بانيرجي: "هذه التغييرات في الشكل تمكن البكتيريا من التغلب على إجهاد المضادات الحيوية واستئناف النمو السريع".
وتحت المجهر، لوحظ أن البكتيريا استمرت في النمو والانقسام، لكن شكلها المادي تغير خلال حياة 10 أجيال متتالية، والتي أصبحت أوسع ومنحنية. علاوة على ذلك، زاد معدل نموها مقارنة بالمستويات السابقة للتلامس مع الدواء.
وتوصل الباحثون إلى هذا الاستنتاج من خلال تطوير نموذج نظري لإظهار كيف تسمح هذه التغييرات الفيزيائية للبكتيريا بتحقيق انحناء أعلى وانخفاض نسبة السطح والحجم، ما يسمح لعدد أقل من جزيئات المضادات الحيوية بالمرور عبر أسطحها الخلوية أثناء نموها.
وأشار بانيرجي إلى أن: "هذه النتائج لها تأثير كبير على صحة الإنسان ومن المرجح أن تحفز العديد من الدراسات الجزيئية الإضافية حول دور شكل الخلية في نمو البكتيريا ومقاومة المضادات الحيوية".
المصدر: ساينس ديلي
