تعتبر البكتيريا من الكائنات الحية الأكثر تكيفًا على وجه الأرض، حيث تعيش في بيئات قاسية مثل الكهوف الجليدية. في هذا المقال، نستعرض سلالة بكتيرية قديمة تم اكتشافها مؤخرًا في رومانيا.
البكتيريا القديمة في الكهوف الجليدية: دراسة جديدة تكشف الأسرار
تتميز البكتيريا بأنها قابلة للتكيف بشكل ملحوظ، وتزدهر في بعض الأماكن الأكثر قسوة على وجه الأرض، بدءًا من الينابيع الساخنة المغلية وحتى التجمد العميق تحت الصفر. وتعد الكهوف الجليدية أحد هذه الموائل المتطرفة، فهي موطن للكائنات الحية الدقيقة المتنوعة التي بدأ العلماء للتو في فهمها. قد تحتوي هذه البيئات المتجمدة على كميات هائلة من المواد الجينية التي لم يتم استكشافها إلى حد كبير.
اكتشاف سلالة بكتيرية عمرها 5000 عام
في رومانيا، قام الباحثون مؤخرًا بفحص سلالة بكتيرية كانت محاصرة في طبقة من الجليد عمرها 5000 عام داخل كهف تحت الأرض. ومن خلال تحليل ملف مقاومة المضادات الحيوية، اكتشفوا أن هذا الميكروب القديم قد يساعد العلماء على فهم أفضل لكيفية تطور مقاومة المضادات الحيوية وانتشارها بشكل طبيعي. ونُشرت النتائج في الحدود في علم الأحياء الدقيقة.
قالت المؤلفة الدكتورة كريستينا بوركاريا، وهي عالمة بارزة في معهد علم الأحياء في بوخارست التابع للأكاديمية الرومانية: “إن السلالة البكتيرية SC65A.3 المعزولة من كهف سكاريسوارا الجليدي، على الرغم من أصلها القديم، تظهر مقاومة للعديد من المضادات الحيوية الحديثة وتحمل أكثر من 100 جين مرتبط بالمقاومة. لكنها يمكن أن تمنع أيضًا نمو العديد من الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية الرئيسية وأظهرت أنشطة إنزيمية مهمة ذات إمكانات تكنولوجية حيوية مهمة”.
كيف تقاوم الميكروبات القديمة الأدوية الحديثة
البكتيريا النفسية SC65A.3 ينتمي إلى مجموعة من البكتيريا المتكيفة مع البرد والمعروفة باسم البكتيريا النفسية. في حين أن بعض أعضاء هذا الجنس يمكن أن يسببوا العدوى لدى البشر أو الحيوانات، إلا أنهم يعتبرون أيضًا واعدين لتطبيقات التكنولوجيا الحيوية. ولكن حتى الآن، لم يُعرف سوى القليل عن كيفية استجابة هذه البكتيريا للمضادات الحيوية. “دراسة الميكروبات مثل البكتيريا النفسية SC65A.3 المستخرج من رواسب جليد الكهوف التي يعود تاريخها إلى آلاف السنين تكشف كيف تطورت مقاومة المضادات الحيوية بشكل طبيعي في البيئة، قبل وقت طويل من استخدام المضادات الحيوية الحديثة”.
ومن أجل استعادة الكائن الحي، قام الفريق بحفر قلب جليدي يبلغ طوله 25 مترًا من جزء من الكهف يُسمى القاعة الكبرى، مما أدى إلى تسجيل سجل متجمد يمتد لـ 13000 عام. ولمنع التلوث، تم حفظ عينات الثلج في أكياس معقمة ونقلها في ظروف مجمدة إلى المختبر. وهناك، عزل العلماء سلالات بكتيرية وقاموا بتسلسل جينوماتها لتحديد الجينات المسؤولة عن النجاة من البرد القارس، بالإضافة إلى الجينات المرتبطة بمقاومة مضادات الميكروبات ونشاطها.
ثم اختبر الباحثون SC65A.3 ضد 28 مضادًا حيويًا عبر 10 فئات مختلفة. عادة ما يتم وصف هذه الأدوية أو حجزها لعلاج الالتهابات البكتيرية الخطيرة. وقد ارتبط بعضها بالفعل بجينات أو طفرات مقاومة معروفة، مما سمح للفريق بمقارنة آليات المقاومة المتوقعة مع النتائج المختبرية الفعلية. وأشار بوركاريا إلى أن “المضادات الحيوية العشرة التي وجدنا مقاومة لها تستخدم على نطاق واسع في العلاجات عن طريق الفم والحقن المستخدمة لعلاج مجموعة من الالتهابات البكتيرية الخطيرة في الممارسة السريرية”.
SC65A.3 هو الأول من البكتيريا النفسية وُجد أن السلالة تقاوم بعض المضادات الحيوية، بما في ذلك تريميثوبريم، وكليندامايسين، وميترونيدازول. تُستخدم هذه الأدوية عادةً لعلاج عدوى المسالك البولية والالتهابات التي تؤثر على الرئتين والجلد ومجرى الدم والجهاز التناسلي. ويشير ملف مقاومة السلالة إلى أن البكتيريا التي تتكيف مع البيئات الباردة يمكن أن تكون بمثابة خزانات لجينات المقاومة، وهي أجزاء من الحمض النووي تمكن من البقاء على قيد الحياة عند تعرضها للمضادات الحيوية.
اقرأ أيضًا...
ذوبان الجليد وانتشار جينات المقاومة
يقدم هذا الاكتشاف مخاطر وفرصًا محتملة. وقال بوركاريا: “إذا أطلق ذوبان الجليد هذه الميكروبات، فإن هذه الجينات يمكن أن تنتشر إلى البكتيريا الحديثة، مما يزيد من التحدي العالمي المتمثل في مقاومة المضادات الحيوية”. “ومن ناحية أخرى، فإنها تنتج إنزيمات فريدة ومركبات مضادة للميكروبات يمكن أن تلهم المضادات الحيوية الجديدة والإنزيمات الصناعية وغيرها من الابتكارات في مجال التكنولوجيا الحيوية.”
التحليل الجيني البكتيريا النفسية كشف SC65A.3 عن ما يقرب من 600 جينة ذات وظائف غير معروفة، مما يشير إلى مورد غير مستغل إلى حد كبير للكشف عن عمليات بيولوجية جديدة. وحدد الفريق أيضًا 11 جينًا قد يكون لها القدرة على قتل أو تثبيط البكتيريا والفطريات وحتى الفيروسات.
مع استمرار ارتفاع مقاومة المضادات الحيوية في جميع أنحاء العالم، أصبحت الأفكار المستمدة من الميكروبات القديمة ذات قيمة متزايدة. تساعد دراسة الجينومات المحفوظة في الجليد العلماء على تتبع كيفية ظهور المقاومة وانتشارها قبل وقت طويل من وجود الطب الحديث. وخلص بوركاريا إلى أن “هذه البكتيريا القديمة ضرورية للعلوم والطب، ولكن التعامل معها بعناية وتدابير السلامة في المختبر ضرورية للتخفيف من مخاطر الانتشار غير المنضبط”.
المصدر: Health & Medicine News — ScienceDaily
مع استمرار الأبحاث، قد تكشف هذه البكتيريا القديمة عن أسرار جديدة في مقاومة الأمراض وتطوير علاجات مبتكرة. تابعونا لمزيد من الاكتشافات العلمية.
