المقاومة للمضادات الميكروبية

نظراً لكثرة العوامل القاتلة للأحياء المجهرية والتي يجب ان تعيش فقد طورت العديد من الآليات ضد المواد المستعملة، واصبحت بعض السلالات مقاومة بشكل كبير وأرقت العاملين في المجال الصحي بالنسبة للأحياء الممرضة، وازداد الطلب لإيجاد مضادات ومواد فعالة ضد المضر منها.

وقد درست آليات المقاومة في البكتريا بالتفصيل ثم بدرجة اقل في الفطريات والابتدائيات وهناك آليات عامة موضحة في الجدول (1).

جدول 1 : الآليات العامة لمقاومة القاتلات الحيوية

فالخلايا يمكن ان تواجه ضرر المواد بحث حالات التمايز مثل تكوين الابواغ او الاكياس، او حث اليات اخرى منها

•  الآلية الأولى : تقليل وصول المواد المضادة سواء المضادات الحيوية او غيرها الى الاهداف التي تعمل عليها، ففي الحالة الطبيعية تكون البكتريا السالبة لصبغة كرام اقل تحسسا للمواد المضادة من البكتريا الموجبة لصبغة كرام نظراً لوجود الغشاء الخارجي فيها والذي يحد من دخول المواد الى الخلايا. وكذلك تكون أغلفة البوغ حاجزا نضوحيا أمام نفاذ المضادات الى الداخل.

وتشغل مجموعة بكتريا السل موقعا متوسطا بين الابواغ المقاومة والبكتريا الاخرى، والمقاومة المتوسطة التي تظهرها البكتريا تعود الى ان جدرانها الخلوية تكون غنية بالدهون والشموع الكارهة للماء وتحد من دخول المواد الى الخلايا.

وفي الخمائر يمكن ان يمنع دخول المواد المضادة نتيجة حدوث طفرات في الجدران تؤدي الى تقليل نضوحيه الأغشية، اذ تتغير الستيرولات مما يؤدي الى قلة ارتباطها ببعض المواد التي تستهدف هذه التراكيب مثل Nystatin الذي هو من مجموعة المضادات متعددة الأواصر المزدوجة (Polyenes).

اما في الابتدائيات فان عملية التمايز والتي تحول الخلايا الخضرية الى اشكال متكيسة محاطة بطبقات خارجية تحول دون وصول المواد المضادة الى داخل الخلايا.

•   الالية الثانية : تعد الخلايا الى تغير موقع الهدف ويكون ذلك مجديا جدا في حالة المضادات الحيوية محددة الاهداف وهي الصفة التي تتميز بها المضادات الحيوية عن غيرها من المواد المضادة واطئة الانتخابية، ولكن هذه الالية يمكن ان تستعملها في مواجه انواع مختلفة من المواد المضادة، وفي النتيجة تؤدي الى زيادة التركيز المثبط الأدنى MICs وذلك اما بتغير الهدف فيصبح مثلا بروتين مستهدف غير قادرا على الارتباط بجزيئات المواد المضادة او الزيادة من الجزيئات المستهدفة بكميات كبيرة بحيث تضحي الخلايا بعدد منها. ويلاحظ ان الكحولات تستهدف دهون الأغشية في الخمائر فتقوم الاخيرة بتغيير تراكيب الدهون بحيث تحافظ على ميوعة الأغشية عند حد ملائم ولكن تقل حساسيتها للكحول وغيره من المواد.

•    استعمال آلية الطرد Efflux الى الخارج، وتكون هذه من الاليات المهمة في البكتريا عند مقاومتها للمضادات الحيوية ويمكن ان تستعمل مع المواد المضادة الاخرى، اذ وجد ان العديد من المضخات توجد في الأغشية الخلوية لدفق المواد الى الخارج. واغلبها تكون ذات علاقة بالبلازميدات فمثلا في البكتريا Salmonella تطرد ايونات الفضة الى الخارج وذلك بإيجاد المضخات وهي بروتينات توجد في الفسحة المحيطة Periplasmic silver – specific binding proteins (SiIE)  اضافة الى مضخات مساعدة لها علاقة بتحليل (P- type ATPase) ATP وهي SiIP واخرى معتمدة على جهد الغشاء الكهربائي التي تقايض ايون الفضة مع البروتون مثل (SiL CPA)

الفطريات والخمائر يمكن ان تستعمل آليات الطرد للتخلص من المواد الضارة، وفي الخمائر على وجه الخصوص توجد مضخات للتخلص من الحوامض العضوية التي تستعمل كمواد حافظة وهذه المضخات تستحث بالمواد الحافظة.

• الآلية الاخرى والتي يعتقد انها اهم الاليات هي تكوين الأغشية الحيوية، وقد مر انفا ان أكثر المقاومة تظهر في الأغشية الخلوية سواء للمضادات الحيوية او المواد القاتلة الاخرى وذلك لان الأغشية الحيوية تساعد في :

-        تقليل وصول المواد الى الخلايا الموجودة ضمنها.

-        التداخل والتفاعل بين المواد القاتلة و مواد الأغشية الحيوية.

-        تحوير البيئة الموضعية التي تؤدي الى قلة المواد الغذائية والاوكسجين وتصبح الخلايا في حالة صوم والتي تكون عادة مرافقة لزيادة المقاومة للعوامل الخارجية.

-        انتاج انزيمات مفككة للمواد داخل الأغشية الحيوية وتكون فعالة جدا عندما تكون التراكيز واطئة جدا وهو ما يحصل داخل الأغشية الحيوية اذ لا يمكن ان تزداد تراكيز المواد القاتلة.

-  اجراء عمليات تبادل وراثي بين الاحياء داخل الأغشية مما يساعد في اكتساب الاحياء الحساسة لعناصر المقاومة من الاحياء الاخرى.

-  حصول ظاهرة تحسس الزحام التي تؤدي الى تغير نمط الفعاليات الحيوية وربما تقليل مستوياتها وتكون اقل عرضة لتأثير المادة القاتلة.

-  امكانية حصول الطفرات والتكيف وزيادة نسبة الخلايا المثابرة داخل الأغشية الحيوية اضافة الى ذلك فانه في الأغشية الحيوية تكون مجتمعات متباينة اي تحوي العديد من  الاحياء مثل البكتريا والخمائر والابتدائيات وغيرها ويمكن ان يوفر هذا التباين بعض الحماية للاحياء المستهدفة. اما الطحالب فهي تكون الحصيرة التي تكون مكافئة للأغشية الحيوية لذلك تحتاج الى تراكيز عالية من المواد القاتلة وبشكل مستمر لمنع التلوث بها.

• تثبيط المضادات، فالبنسيلينات فقدت فعاليتها في عدد كبير من الاحياء نتيجة لانتاج الخلايا لانزيمات β – lactamases الذي يحلل آصرة β – lactam ويفقد المضاد تأثيره، وتحوي الاحياء العديد من هذه الانزيمات، كما ان السلالة الواحدة قد تحوي على أشكال مختلفة من هذه الانزيمات.

وتنتج الاحياء انزيمات اخرى لتفكيك المضادات الحيوية.

اضافة الى ان المواد القاتلة يمكن ان تثبط دون الحاجة الى الانزيمات فمثلا ايونات الزئبقيك تثبط في حالة وجود مركبات الثايول مثل Thioglycolic acid.

•        حث التمايز ولعل من أهمها تكون الابواغ لتصبح الخلايا مقاومة وتحافظ على نوعها وتنبت عند ملائمة الظروف، فكما مر ذكره انه في المراحل الاخيرة من تكوين البوغ يصبح اقل حساسية للمواد القاتلة وهذه يعود جزءا منها الى تكون الأغلفة والقشرة وغيرها التي تقلل من نضوحيه المواد، اضافة الى ذلك فان الابواغ تحوي على البروتينات التي تكون مسئولة عن الحساسية ومنها بروتينات حامضية صغيرة ذائبة (SASPs) Small acid – soluble proteins توجد في لب البوغ وهي على نوعين :

•        α , β –type وهي بروتينات ترتبط بـ DNA وتخلق في الساعة الثالثة من عملية التبوغ.

•        γ- type وهي تخلق أيضاً في الفترة نفسها ولكن لا ترتبط بأي من الجزيئات الكبيرة المكونة للخلية.

ولذلك تكون الطفرات التي تنقصها هذه البروتينات α – β حساسة للعوامل التي تؤثر على الابواغ مثل بيروكسيد الهيدروجين و الالديهايدات وهذا يشير الى ان هذه البروتينات وتشبع DNA بها يؤدي الى الحماية من مهاجمة جذور الهيدروكسيل.

وفي الدقائق الأولى من الانبات وعند بدء فعاليات انزيمات البوغ بالعمل يقوم الانزيم GPR (Germination endoprotease) بتفكيك البروتينات الحامضية ويصبح البوغ حساسا للعوامل الخارجية، كما ان لب البوغ يبدأ بامتصاص الماء في هذه المرحلة وتزداد في المراحل التي بعدها ويمكن ان تشارك في حساسية البوغ للمواد القاتلة التي كانت قليلة ربما بشكل جزئي في حالة الجفاف التي كان فيها البوغ.

وفي الابتدائيات وعند تعرضها للظروف القاسية تكون الأكياس والتراكيب المؤثرة في هذه الحالة السليلوز في غلاف الكيس لأنه يكون بمثابة حاجز فيزياوي تجاه حساسيتها وتأثيرها بالمواد وهي لا تعود الى كون الاحياء المتكيسة في حالة سبات من الناحية الايضية.

وفي الخمائر التي تكون ثنائية الشكل مثل C. albicans فان الاشكال الخيطية التي تتكون في المراحل المبكرة لتكوين الأغشية الحيوية في هذه الخميرة تكون أكثر تأثرا بالمواد القاتلة مثل CHx  وبعد اكتمال تكون الأغشية الحيوية تصبح مقاومة.

مما سبق ذكره يلاحظ وجود اختلافات كبيرة في حساسية الاحياء منها ما يشمل عملية الامتزاز وقبط المواد الى داخل الخلية وهذا ناتجا من عدم التشابه في التركيب الكيماوي والخطوط العريضة لتركيب الطبقات الخارجية للخلايا التي تعد الإساس في تأثير المواد ما عدا المواد التي تؤثر على الطبقات نفسها مثل تأثير البنسيلينات في الجدار الخلوي للخلايا البكتيرية. اضافة الى وجود اختلافات ربما تكون بسيط ولكنها تؤثر وتنعكس على ألفة الموقع المستهدف، اضافة الى الاختلاف في توفر كميات من مواقع الاهداف.

كما ان بعض الخلايا تحوي على بعض الحاميات لتراكيبها مثل وجود SASPs لحماية DNA من الضرر في البوغ، وتشارك الاستجابة للإجهادات في اضفاء نوع من المقاومة كما هو الحال في وجود استجابة الاستغاثة SOS ، واستحداث مضخات دفق خارجي للمواد. ولكن مع هذه الاختلافات فان بعض الاحياء الميكروبية مثل الخمائر وبعض الفطريات لها شبه قريب من اللبائن ويمكن ان تستعمل عند دراستها بدقة كوسائل لمعرفة الآليات العاملة ضد الأورام.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .