آلية مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية

أصبحت مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية مصدرًا رئيسيًا لتفشي الأمراض وازدياد أعداد الوفيات في جميع أنحاء العالم، فعندما تم اكتشاف المضادات الحيوية لأول مرة في بدايات القرن العشرين على يد الطبيب الألماني بول إيرليش (Paul Ehrlich)، كان يُعتقد أنه قد تمت السيطرة على نمو وانتشار الكائنات الحية الدقيقة بما فيها البكتيريا، ولكن تم اكتشاف أن الكائنات الحية الدقيقة قادرة على تطوير آلية مقاومة لأنواع من أدوية المضادات الحيوية التي تم استخدامها،[١] حيث تستخدم البكتيريا العديد من الاستراتيجيات لمقاومة المضادات الحيوية وهي:[٢]


تقييد عبور المضادات الحيوية

تمنع البكتيريا وصول المضادات الحيوية إلى داخلها عن طريق تغيير طرق دخولها أو الحد من عدد المداخل، مثل وجود طبقة خارجية لبعض أنواع البكتيريا تمنع بعض أنواع المضادات الحيوية من الدخول وقتل أو تثبيط عمل خلايا البكتيريا.[٢]


التخلص من المضادات الحيوية

تقوم البكتيريا بالتخلص المضادات الحيوية باستخدام المضخات (Pumps) الموجودة في جدرانها الخلوية، مثل بكتيريا (Pseudomonas aeruginosa) التي تنتج مضخات للتخلص من العديد من المضادات الحيوية، ومن هذه المضادات: الفلوروكينولونات (Fluoroquinolones) والبيتا لاكتام (Beta-Lactams) والكلورامفينيكول (Chloramphenicol) والترايميثوبريم (Trimethoprim).[٢]


تغيير تركيبة المضادات الحيوية أو تدميرها

تقوم البكتيريا بإنشاء طفرات في تركيبها الجيني تنتج بروتينات وإنزيمات تدمر المضادات الحيوية أو تغير في تركيبتها لتصبح غير فعالة، مثل إنزيمات تُسمى (Carbapenemases) التي تنتجها نوع معين من أنواع البكتيريا، والتي تكسر أدوية الكاربابينيم (Carbapenem) ومعظم أدوية بيتا لاكتام (Beta-Lactams).[٢]


تغيير أو تدمير الأجزاء والمركبات المستهدفة من قِبل المضادات الحيوية

يتم تصميم العديد من عقاقير المضادات الحيوية لتمييز وتدمير أجزاء أو مركبات معينة في البكتيريا، وكآلية مقاومة؛ تقوم البكتيريا بإنتاج طفرات تغير تركيبة هذه الأجزاء لديها بالإضافة أو الحذف أو تدميرها، أو القيام بعمليات خلوية جديدة بداخلها لإنتاج مركبات جديدة أو التغيير في مركبات موجودة بالفعل تستخدمها المضادات الحيوية كهدف لها، بحيث لا يتعرف المضاد الحيوي على هذه البكتيريا، وبالتالي لا يقوم بعمله.[٢]


الأساس الجيني لمقاومة المضادات الحيوية

تتمتع البكتيريا بمرونة وراثية عالية تسمح لها بالاستجابة لمجموعة واسعة من التهديدات من قِبل المضادات الحيوية، حيث تستخدم البكتيريا استراتيجيتين وراثيتين رئيسيتين لتجنب أو تقييد فعالية المضادات الحيوية وهُما:[٣]


إنتاج طفرات في الجين أو الجينات التي ترتبط بآلية عمل المضاد الحيوي

تطور مجموعة فرعية منشقة عن مجموعة بكتيرية حساسة للمضاد الحيوي طفرات في جيناتها تؤثر على نشاط المضاد الحيوي، فيقضي المضاد الحيوي على المجموعة الحساسة للمضاد الحيوي وتتكاثر المجموعة المنشقة التي أنتجت طفرات المقاومة، وفي كثير من الحالات تنتج هذه الطفرات خلل في الوظائف الحيوية للبكتيريا، لذلك يتم حذف هذه الطفرات ما لم تتعرض البكتيريا للمضاد الحيوي، وبشكل عام فإن الطفرات التي تؤدي إلى مقاومة البكتيريا للمضاد الحيوي تغير عمل المضاد الحيوي عبر التعديل على الجزء المستهدف من قِبل المضاد الحيوي بتقليل انجذاب المضاد الحيوي لها أو تخفيض امتصاصه، أو تنشيط آليات التدفق في الجدار الخلوي للبكتيريا لضخ جزيئات المضاد الحيوي للخارج.[٣]


التغيير في ترميز المادة الوراثية للأجزاء المستهدفة من قِبل المضاد الحيوي

يعد الحصول على مادة وراثية (DNA) خارجية من خلال نقل الجينات الأفقي (Horizontal Gene Transfer) أحد أهم العوامل المؤثرة في التطور البكتيري وغالبًا ما يكون المسؤول الأساسي عن مقاومة المضادات الحيوية، وتعتبر البكتيريا المتواجدة في البيئة مصدرًا أسياسيًا لاكتساب الجينات المقاومة للمضادات الحيوية في البكتيريا، وتكتسب البكتيريا مادة وراثية خارجية من خلال نقل الجينات الأفقي بثلاث استراتيجيات رئيسية:[٣][٤]

  • التحوّل (بالإنجليزية: Transformation): وهو نقل المادة الوراثية (DNA) لوحدها من الخلية المانحة إلى الخلية المستقبلة، وعلى الرغم من أنها أبسط أنواع عملية نقل الجينات الأفقي، ولكن عددًا قليلاً فقط من أنواع البكتيريا قادرة على استخدامها.
  • التحويل (بالإنجليزية: Transduction): وهو دمج المادة الوراثية (DNA) للخلية المانحة مع جينوم الفيروس البكتيري (Bacteriophage) وهو عبارة عن فيروس ناقل يصيب خلايا البكتيريا، ثم نقلها إلى الخلية المستقبلة.
  • الاقتران (بالإنجليزية: Conjugation): وهو يمثل التكاثر الجنسي في البكتيريا، وفيه تنتقل المادة الوراثية (DNA) بواسطة العناصر الجينية المتنقلة (Mobile Genetic Elements /MGEs) أهمها البلازميدات (Plasmids)، وهي طريقة فعالة جدًا لنقل الجينات ومن المحتمل أنها تحدث بمعدلات عالية في الجهاز الهضمي للإنسان أثناء العلاج بالمضادات الحيوية.


الوقاية من انتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

تتسارع مقاومة المضادات الحيوية بسبب سوء استخدام المضادات الحيوية والإفراط في استخدامها، ومن الإرشادات التي يجب على الأفراد اتباعها للحد من انتشار مقاومة المضادات الحيوية:[٥]

  • استخدم المضادات الحيوية الموصوفة من قِبل أخصائي صحة معتمد فقط، وعدم طلبها في حال عدم الحاجة إليها.
  • اتباع الإرشادات الخاصة باستخدام المضاد الحيوي.
  • عدم مشاركة أو استخدم بقايا المضادات الحيوية.
  • الوقاية من العدوى عن طريق غسل اليدين بانتظام وإعداد الطعام بطريقة صحية.
  • تجنب الاتصال المباشر مع المرضى والالتزام بالتطعيمات المعتمدة في مواعيدها.

المراجع

  1. ↑ Wanda C Reygaert (26/6/2018), "An overview of the antimicrobial resistance mechanisms of bacteria", (National Center for Biotechnology Information (ncbi, Retrieved 5/1/2022. Edited.
  2. ^ أ ب ت ث ج "How Antibiotic Resistance Happens", (Centers for Disease Control and Prevention (cdc, Retrieved 5/1/2022. Edited.
  3. ^ أ ب ت Jose M. Munita and Cesar A. Arias (1/10/2016), "Mechanisms of Antibiotic Resistance", National Center for Biotechnology Information (ncbi), Retrieved 6/1/2022. Edited.
  4. ↑ "transduction", britannica, Retrieved 9/1/2022. Edited.
  5. ↑ "Antibiotic resistance", World Health Organization (WHO), 31/7/2020, Retrieved 6/1/2022. Edited.