الجزيئات البلاستيكية تعزز مقاومة البكتيريا للمضادات

دراسة جديدة： تأثير الجسيمات البلاستيكية الدقيقة على البكتيريا الخارقة

توصلت دراسة جديدة إلى أن الجزيئات البلاستيكية الدقيقة قد تساهم في انتشار الجراثيم الخارقة الخطيرة المقاومة للمضادات الحيوية، وذلك لكونها مضيفًا ممتازًا للأغشية الحيوية اللزجة التي تنشئها البكتيريا لحماية نفسها من الهجوم.

وقالت المؤلفة الأولى للدراسة، نيلا غروس، طالبة الدكتوراه في علوم المواد والهندسة في جامعة بوسطن: "إن الجسيمات البلاستيكية الدقيقة تشبه الطوافات - قد لا تستطيع البكتيريا بمفردها السباحة في النهر، ولكن يمكن أن تنتشر في غشاء حيوي رقيق على قطعة صغيرة من البلاستيك في بيئات مختلفة".

ما هي الأغشية الحيوية الرقيقة؟

الأغشية الحيوية الرقيقة هي عبارة عن هياكل واقية ثلاثية الأبعاد تصنعها البكتيريا من فضلاتها. وتشبه هذه المادة اللزجة الرطبة إلى حد كبير المنزل المصفح والمعزول، وتسمح للبكتيريا بالعيش والازدهار والتكاثر بأمان.

وفي حين أن العديد من الأسطح يمكن أن تستضيف الأغشية الحيوية الرقيقة - فاللويحة على أسنانك هي غشاء حيوي رقيق - يبدو أن البلاستيك يوفر رابطة قوية بشكل خاص تجذب البكتيريا الأكثر تكاثراً، وفقاً للدراسة.

كيف تساهم الجسيمات البلاستيكية في مقاومة المضادات الحيوية؟

"من الصعب جداً التخلص من الأغشية الحيوية الرقيقة لأنها شديدة اللزوجة وتسمح للبكتيريا بالاستجابة لأي هجوم مضاد للميكروبات من قبل الأعداء مثل المضادات الحيوية. وبمجرد حدوث ذلك، يصبح من الصعب جدًا التعامل مع المشكلة"، كما قال كبير مؤلفي الدراسة محمد زمان، وهو محقق في معهد هوارد هيوز الطبي وأستاذ الهندسة الطبية الحيوية والصحة العالمية في جامعة بوسطن.

وقال زمان إن الأغشية الحيوية تعمل بشكل جيد جدًا، في الواقع، لدرجة أنها يمكن أن تزيد من مقاومة المضادات الحيوية مئات إلى آلاف المرات عن المعدل الطبيعي.

قال زمان: لقد وجدنا أن الصلة بين الجسيمات البلاستيكية الدقيقة وكيف أنها تؤدي إلى مقاومة مضادات الميكروبات حقيقية ولا تقتصر على مضاد حيوي واحد. "إنه أمر واسع النطاق، ويؤثر على العديد من المضادات الحيوية شائعة الاستخدام، مما يجعل الأمر مقلقًا حقًا."

Loading image...

حللت الدراسة التي نشرت يوم الثلاثاء في مجلة علم الأحياء الدقيقة والبيئة التطبيقية، الأغشية الحيوية على اللدائن الدقيقة والزجاج التي أنشأتها بكتيريا الإشريكية القولونية، وهي بكتيريا خطيرة يمكن أن تسبب الإسهال وآلام المعدة.

في أنابيب الاختبار في المختبر، عرّض الباحثون تلك الأغشية الحيوية الرقيقة لأربعة مضادات حيوية مستخدمة على نطاق واسع: سيبروفلوكساسين، ودوكسيسيكلين، وفلوروكينولون، وأمبيسيلين. وجميعها مضادات حيوية واسعة الطيف تستخدم لعلاج أنواع مختلفة من الأمراض البكتيرية.

ووجدت الدراسة أنه عندما كانت الأغشية الحيوية للإشريكية القولونية على المواد البلاستيكية الدقيقة، نمت بشكل أسرع وأكبر وأكثر مقاومة للمضادات الحيوية من الأغشية الحيوية التي تنمو على كرات زجاجية.

في الواقع، كان معدل مقاومة بكتيريا الإشريكية القولونية التي نمت على اللدائن الدقيقة للمضادات الحيوية مرتفعًا جدًا لدرجة أن غروس كررت الاختبارات عدة مرات باستخدام أنواع مختلفة من اللدائن الدقيقة ومجموعات من المضادات الحيوية. وقالت إن النتائج ظلت ثابتة.

بالإضافة إلى ذلك، حافظت بكتيريا الإشريكية القولونية التي نمت على اللدائن الدقيقة على قدرتها على تشكيل أغشية حيوية أقوى حتى عند إزالتها من البلاستيك الدقيق، كما قالت غروس.

وقالت: "لم تكن هذه البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية فحسب، بل كانت أيضًا أفضل في تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة". "أن تسهل المواد البلاستيكية الدقيقة على البكتيريا أن تكون هذه البكتيريا أسرع وأفضل في تكوين الأغشية الحيوية الرقيقة هو أمر مثير للقلق."

قالت شيلبا تشوكشي، أستاذة علم الكبد البيئي في جامعة بليموث في إنجلترا، والتي لم تشارك في الدراسة، إن النتائج، رغم أنها مثيرة للاهتمام، تحتاج إلى تكرارها.

وقالت تشوكشي في بيان لها: "كانت هذه دراسة مختبرية باستخدام الإشريكية القولونية وأربعة مضادات حيوية في ظل ظروف خاضعة للرقابة، وهو ما لا يكرر التعقيد في العالم الحقيقي بشكل كامل". "هناك حاجة إلى إجراء المزيد من الأبحاث لتقييم ما إذا كانت هذه التأثيرات تترجم إلى عدوى بشرية أو في البيئات."