الأوساخ الجديدة على مصدر غير عادي لمقاومة المضادات الحيوية: NPR

إنها واحدة من المعارك الأكثر خطورة على وجه الأرض: البكتيريا مقابل المضادات الحيوية.

وفي عالم الإنسان، يبدو أن البكتيريا تكتسب المزيد من الأرض. في جميع أنحاء العالم، بدأت العديد من المضادات الحيوية تفقد فعاليتها. عن 1 من كل 6 إصابات بشرية تم اختبارها في المختبرات وهي مقاومة للمضادات الحيوية، مما يساهم في أكثر من 4 ملايين حالة وفاة سنويًا.

يعرف الباحثون أن الاستخدام البشري، وخاصة الإفراط في الاستخدام، أعطى البكتيريا فرصًا لتطوير المقاومة. لكن المضادات الحيوية ومقاومتها أقدم بكثير من الحبوب التي نستخدمها لعلاج الالتهابات. كلاهما نتاج واحدة من أطول المعارك المستمرة على وجه الأرض، والتي تدور أحداثها في التربة.

يقول: “في الطبيعة، تتنافس الكائنات الحية، إنها بيئة تنافسية”. ديان نيومان، عالم الأحياء الدقيقة في Cal Tech. “إحدى الاستراتيجيات التي طورتها الميكروبات للتنافس بفعالية هي إنتاج المضادات الحيوية لقتل جيرانها.”

لقد كان سباق التسلح التطوري هذا مستمرًا منذ آلاف السنين. لكن هذا الأمر أصبح مهمًا للبشر منذ أن اكتشفنا المضادات الحيوية في التربة، وبدأنا في استخدامها لعلاج الالتهابات في الأربعينيات. وتساءل نيومان عما إذا كانت التغيرات البيئية في المصدر النهائي للمضادات الحيوية – التربة – قد تساهم في هذا الارتفاع أيضًا.

لقد اتضح أن الجفاف يمكن أن يحدث دفع مقاومة أعلى للمضادات الحيوية في بكتيريا التربة، ذكرت نيومان وزملاؤها علم الأحياء الدقيقة الطبيعة. ووجد الباحثون أن هذه المقاومة قد تشق طريقها إلى العدوى البشرية أيضًا.

يقول: “إنها دراسة رائعة، وتُظهر أن الجفاف يؤثر بالفعل على أنظمة الرعاية الصحية في جميع أنحاء العالم”. تيموثي غالي، عالم البيئة الميكروبية في جامعة ماكواري في أستراليا والذي لم يشارك في الدراسة. ومع تزايد الجفاف في أجزاء كثيرة من العالم، فمن المرجح أن يؤدي ذلك إلى زيادة انتشار مقاومة مضادات الميكروبات أيضًا.

النظر إلى التربة

قد يبدو الجفاف مرشحًا غير محتمل ليكون المحرك الرئيسي لمقاومة المضادات الحيوية. لكن كان لدى نيومان حدس أنه عندما تجف التربة، فإن المضادات الحيوية التي تستخدمها البكتيريا لشن الحرب قد تصبح أكثر فعالية، وذلك ببساطة بسبب التبخر.

يقول نيومان: “تخيل أن لديك وعاء من السائل وفيه كمية معينة من المضادات الحيوية. إذا قمت بتبخير هذا السائل، ستبقى تلك الجزيئات هناك، وستصبح أكثر تركيزًا”.

وهذا يمكن أن يعرض البكتيريا لجرعات أعلى بشكل فعال. وتقول: “في أي مكان تزيد فيه من تعرضك للمضادات الحيوية، ستختار الميكروبات التي يمكنها تحملها”.

ولمعرفة ما إذا كان هذا هو الحال، قام الباحثون بتحليل عينات التربة المأخوذة من جميع أنحاء العالم. ووجدوا أن التربة الأكثر جفافا تميل إلى احتواء المزيد من الجينات لصنع المضادات الحيوية. كلما طالت ظروف الجفاف، وجدوا المزيد من الجينات التي تصنع المضادات الحيوية، والتي تنتجها أنواع كثيرة من البكتيريا المختلفة.

يقول نيومان: “لقد توقعنا أنه مع حدوث الجفاف، يتم تركيز هذه المضادات الحيوية، وما يتبقى هو الكائنات الحية القادرة على تحملها”. وقد دعمت التجارب المعملية ذلك.

ثم أعاد الفريق تحليل عينات التربة من جميع أنحاء العالم، بحثًا عن جينات مقاومة المضادات الحيوية. ووجدوا المزيد منهم في عينات أكثر جفافا.

يقول: “هذا أمر جديد من حيث افتراض مسار محدد للغاية يؤدي فيه الجفاف إلى تركيز جينات المقاومة”. رامانان لاكسمينارايان، عالم الأوبئة في جامعة برينستون والذي لم يشارك في الدراسة. ويقول إن هذا يشكل خطرًا، لكنه لا يترجم بالضرورة إلى خطر بالنسبة لنا ما لم تجد جينات المقاومة طريقها إلى مسببات الأمراض البشرية.

يقدم المؤلفون أدلة على أن هذا ممكن، ولكن ما هو حجم المشكلة التي يمكن أن تكون محل خلاف.

الدخول في البشر؟

معظم بكتيريا التربة ليست مسببات الأمراض البشرية. لكن البكتيريا يمكنها تبادل الجينات مع جيرانها في التراب، وهي عملية تعرف باسم نقل الجينات الأفقي.

يقول نيومان: “هذا ما يسمح بنوع من الانتشار السريع من التربة إلى البيئة السريرية حيث يصبح الأمر مشكلة حقيقية”. ووجد فريقها أن العديد من جينات المقاومة المرتبطة بالتربة المنكوبة بالجفاف ظهرت أيضًا في عينات البكتيريا المأخوذة من الأشخاص في المستشفيات. وكان أحد جينات المقاومة متطابقًا بنسبة 100%، مما يشير إلى حدوث مبادلة حديثة نسبيًا.

ومن غير الواضح كيف تنتهي جينات مقاومة التربة هذه في مسببات الأمراض البشرية. وتقول إن كشط الركبة عند سقوطها أثناء الجري، أو جرحها أثناء البستنة يوفر الفرصة لحدوث مثل هذا النقل. “في كل مكان نذهب إليه، سنواجه ميكروبات ذات أشكال مختلفة.”

إذا لم تكن عمليات النقل هذه أحداثًا نادرة للغاية، فقد تتوقع أن تكون المناطق ذات التربة الأكثر جفافًا مصابة بمزيد من العدوى المقاومة للمضادات الحيوية. قامت نيومان وزملاؤها بتحليل البيانات المتعلقة بالمقاومة في المستشفيات في 116 دولة، وبحثوا لمعرفة ما إذا كان هناك ارتباط بين المقاومة والجفاف. لقد وجدوا واحدًا – كلما كانت التربة أكثر جفافًا، زادت مقاومتها.

في كثير من الأحيان البلدان ذات الدخل المنخفض لديها معدلات مقاومة أعلى لأسباب مثل نقص المياه النظيفة والصرف الصحي وقلة فعالية مكافحة العدوى في أنظمة الرعاية الصحية. أعاد الباحثون إجراء التحليل، ونظروا فقط إلى البلدان ذات الدخل المرتفع، ووجدوا أنه على الرغم من أن المقاومة الشاملة في المستشفيات كانت أقل، إلا أن مستويات المقاومة لا تزال مرتبطة بقوة بالجفاف.

يقول غالي: “إنه أمر مقنع للغاية”. “كان الارتباط قويًا حقًا، وهو أمر نادر في علم الأحياء.”

العلماء الآخرون غير مقتنعين.

يقول لاكسمينارايان: “هذا أمر مبالغ فيه للغاية”. “هناك أشياء كثيرة تحدد المقاومة في المستشفيات مثل حقيقة أن أنظمة الرعاية الصحية قد لا تكون بالضرورة رائعة في الأماكن التي تعاني من ظروف الجفاف.” ويقول إن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لتحديد ما إذا كان الجفاف يسبب بالفعل زيادة طفيفة في حالات العدوى المقاومة.

ومع ذلك، لاكسمينارايان يشتري بقية التقرير.

ويقول: “هذا يضيف إلى الأدلة على أن مستويات المقاومة هذه قد تتغير في البيئة المحيطة، دون علمنا تمامًا”. “في مرحلة ما، يصبح خطرا عندما ينتقل إلى الحيوانات الأليفة أو إلى الماشية أو إلى البشر.”

ولمنع حدوث ذلك، يقول إن الباحثين قد يضطرون إلى إيلاء اهتمام أكبر لما يحدث في التراب.