Reconsidering the Use of Dimethyl Sulfoxide for Xenobiotic-Gut Microbiota Interaction Studies
تكشف هذه الدراسة أن ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO)، المستخدم بشكل شائع كمذيب في أبحاث الميكروبيوتا المعوية للمواد الغريبة عن الجسم، يغير استقلاب الميكروبات بشكل مستقل ويعزز نمو بكتيريا *Desulfovibrio desulfuricans*، مما قد يؤدي إلى إرباك تفسير النتائج التجريبية المتعلقة بالسموم مثل الأفلاتوكسين B1 والفومونيسين B1.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
داخل جسم الإنسان، لا يعد الجهاز الهضمي مجرد أنبوب لمعالجة الطعام؛ بل هو نظام بيئي مزدحم ومكتظ بالسكان. تعيش هناك تريليونات من الكائنات المجهرية، المعروفة جماعيًا باسم ميكروبيوتا الأمعاء، والتي تعمل في مجتمعات معقدة لمساعدة المضيف على هضم العناصر الغذائية، وتدريب الجهاز المناعي، وحتى التواصل مع الدماغ. هذه السكان الصغار حساسون لبيئتهم؛ فعندما تدخل مواد كيميائية غريبة إلى الجسم — سواء كانت من الأدوية أو التلوث أو ملوثات الطعام — يمكنها أن تخل هذا التوازن الدقيق، مما قد يؤدي إلى المرض. ولفهم كيفية تأثير هذه المواد الكيميائية على الأمعاء، غالبًا ما يدرس العلماء الميكروبيوتا في المختبر، حيث يقومون بزراعة عينات من بكتيريا الأمعاء البشرية في أوعية زجاجية، مع إضافة مواد كيميائية محددة لرؤية كيفية تفاعل المجتمع البكتيري معها. ومع ذلك، فإن العديد من هذه المواد الكيميائية لا تذوب بسهء في الماء، لذا يجب على الباحثين خلطها في مذيب سائل أولاً لإدخالها في المزرعة البكتيرية. ولعقود من الزمن، كان يُعد مركب كيميائي يسمى ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) هو الخيار القياسي لهذه المهمة؛ فهو قوي في إذابة المواد الصعبة، وقد افترض العلماء عمومًا أنه عند استخدامه بكميات صغيرة، يكون خاملاً كيميائيًا، ويعمل فقط كحامل صامت لا يزعج البكتيريا التي من المفترض أن يساعد في دراستها.
تتحدى دراسة جديدة هذا الافتراض القائم منذ فترة طويلة، كاشفة أن المذيب نفسه قد يكون هو "الصوت الأعلى في الغرفة". فقد سعى باحثون من جامعة ولاية أريزونا لاختبار كيفية استجابة ميكروبيوتا الأمعاء لملوثين غذائيين شائعين: أفلاتوكسين B1 وفومونيسين B1. وهما مادتان سامتان تنتجهما العفن الذي يلوث المحاصيل مثل الذرة بشكل متكرر. ولدراسة ذلك، قام الفريق بزراعة بكتيريا الأمعاء البشرية في بيئة خاضعة للسيطرة وخالية من الأكسجين لمدة ستة عشر يومًا. وأضافوا السموم بتركيزات منخفضة مختلفة، مع إذابتها في DMSO. ومن الأهمية بمكان أنهم أدرجوا أيضًا مجموعة ضابطة تعرضت لـ DMSO وحده، دون أي سموم، ومجموعة أخرى بدون DMSO على الإطلاق. سمح هذا الإعداد لهم بفصل آثار السموم عن آثار المذيب. وكانت النتائج مذهلة؛ فبينما تسببت السموم نفسها في تغيرات طفيفة ومؤقتة فقط، أدى وجود DMSO إلى تحول جذري في المجتمع البكتيري. ومع مرور الوقت، عمل DMSO كقوة اختيارية قوية، مما تسبب في تكاثر نوع معين من البكتيريا، وهي Desulfovibrio desulfuricans، وسيطرت على المزرعة. حدث هذا الازدهار بغض النظر عن كمية السم الموجودة، مما يشير إلى أن المذيب هو الذي كان يقود التغيرات البيولوجية، وليس الملوثات.
امتد تأثير هذا التحول المدفوع بالمذيب إلى ما هو أبعد من مجرد عدد البكتيريا؛ فقد غير الكيمياء الفعلية لبيئة الأمعاء. أنتجت البكتيريا في مجموعات DMSO كميات مختلفة من الغازات والأحماض الدهنية مقارنة بالمجموعات التي لم تحتوي على المذيب. وتحديدًا، أدى وجود DMSO إلى انخفاض كبير في إنتاج الميثان وارتفاع في ثاني أكسيد الكربون، مع تغيير مستويات الأحماض الدهنية المفيدة التي تغذي الخلايا المبطنة للأمعاء. وجد الباحثون أن البكتيريا كانت على الأرجح تستخدم DMSO كمصدر للغذاء أو الطاقة، وهي عملية أيضية غيرت سلوك المجتمع بأكمله. ولأن هذا التغيير كان عميقًا ومتسقًا عبر جميع مجموعات السموم، فقد حجب بفعالية أي آثار محددة قد تكون للسموم. بعبارة أخرى، إذا كان العالم ينظر فقط إلى البكتيريا التي نمت في الأنابيب التي تحتوي على DMSO، فقد يعزو التغييرات خطأً إلى السموم، بينما في الواقع، كان المذيب هو السبب الرئيسي.
تشير هذه النتيجة إلى أن العديد من الدراسات السابقة التي بحثت في كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع الأمعاء قد تحتاج إلى إعادة تقييم. فإذا لم يدرج الباحثون مجموعة ضابطة بدون المذيب، فقد يكونون قد راقبوا آثار السائل الحامل بدلاً من المادة التي قصدوا دراستها. لا تدعي الدراسة أن DMSO خطير على صحة الإنسان بالجرعات المستخدمة في التجارب، لكنها تسلط الض الضوء على خلل حرج في التصميم التجريبي: وهو افتراض أن المذيب "غير مرئي" للميكروبيوم. ويشير الباحثون إلى أنه في حيوان أو إنسان حي، قد يعالج الجسم المذيب بسرعة، مما يمنع هذه التحولات. ومع ذلك، في وعاء زجاجي حيث يستقر المذيب مباشرة مع البكتيريا، فإن تأثيره لا يمكن إنكاره. وتخلص الدراسة إلى أنه لكي يفهم العلماء حقًا كيف تؤثر الملوثات أو الأدوم على أنظمتنا البيئية الداخلية، يجب عليهم اختبار مذيباتهم بصرامة أولاً. إنهم بحاجة إلى التأكد من أن الأداة التي يستخدمونها لتوصيل مادة كيميائية لا تعيد كتابة القصة التي يحاولون سردها عن طريق الخطأ.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.