Assessment of antimicrobial potential of cell-free supernatant from Lacticaseibacillus paracasei SRG isolated from the vaginal microbiota of healthy women against uropathogens

بالنسبة للعديد من النساء، يُعد المسالك البولية موقعاً متكرراً للعدوى، وهي علة شائعة غالباً ما تبدأ عندما تهاجر البكتيريا من المنطقة المحيطة إلى المثانة. يمتلك الجسم نظام دفاع طبيعي ضد هذا الأمر: وهو مجتمع من البكتيريا النافعة التي تعيش في المهبل وتساعد في كبح الجماح من الميكروبات الضارة. هذه الميكروبات المفيدة، وتحديداً مجموعة تُعرف باسم "اللاكتوباسيلوس"، تخلق بيئة يصعب على البكتيريا الخطيرة البقاء فيها. وعندما يختل هذا التوازن الطبيعي، أو عندما تصبح البكتيريا الضارة قوية جداً، يمكن أن تترسخ حالات العدوى. وبينما كانت المضادات الحيوية لفترة طويلة هي العلاج القياسي، فإن ظهور بكتيريا تقاوم هذه الأدوية جعل من إيجاد طرق جديدة للوقاية من هذه الإصابات وإدارتها هدفاً حيوياً للعلوم الطبية. ويتجه الباحثون بشكل متزايد نحو النظر مجدداً في الدفاعات الطبيعية للجسم، متسائلين عما إذا كانت المواد التي تنتجها هذه البكتيريا الصديقة يمكن أن توفر خطاً جديداً من الحماية.

في دراسة حديثة، شرع فريق من العلماء في الهند في اختبار هذه الفكرة باستخدام سلالة محددة من البكتيريا وجدوها في عينات مهبلية لنساء أصحاء. قاموا بعزل ميكروب يُدعى "لاكتيكاسيباسيلوس باراكاسي" (Lacticaseibacillus paracasei) SRG وطرحوا سؤالاً بسيطاً: هل يمكن للسائل الذي تنتجه هذه البكتيريا بمفردها، حتى في غياب البكتيريا نفسها، أن يوقف نمو الجراثيم التي تسبب عدوى المسالك البولية؟ ولإيجاد الإجابة، جمع الباحثون عينات من ست نساء ليس لديهن تاريخ من الإصابات البولية أو المهبلية. قاموا بتنمية البكتيريا المعزولة في مرق غني بالمغذيات ثم قاموا بترشيح السائل لإزالة جميع الخلايا الحية، تاركين وراءهم فقط النواتج الكيميائية التي أفرزتها البكتيريا. تم بعد ذلك اختبار هذا السائل الشفاف، المعروف باسم "المادة الطافية الخالية من الخلايا" (cell-free supernatant)، ضد ثمانية أنواع مختلفة من مسببات الأمراض البولية، بما في ذلك سلالات من "الإشريكية القولونية" (E. coli)، و"الكلبسيلا" (Klebsiella)، و"المكورات العنقودية" (Staphylococcus)، والتي كان بعضها مقاوماً لمضادات حيوية قوية.

أظهرت النتائج أن هذا السائل كان قادراً بالفعل على وقف نمو البكتيريا الضارة، لكن فعاليته اعتمدت بشدة على عاملين: كمية السائل المستخدمة ومدى حموضته. عندما قام الباحثون بتخفيف السائل، انخفضت قدرته على قتل البكتيريا، ولكن عند التركيزات العالية، قلل بشكل كبير من عدد الجراثيم الناجية. والأهم من ذلك، لعبت حموضة السائل دوراً رئيسياً؛ حيث عمل السائل بأفضل شكل عندما تم الحفاظ عليه عند درجة حموضة (pH) منخفضة، بما يشبه البيئة الحمضية الطبيعية للمهبل الصحي. وعندما قام الباحثون بتعديل السائل إلى درجة حموضة متعادلة، فُقدت قدرته على إيقاف البكتيريا، حيث عادت أعداد البكتيريا إلى مستويات مكافئة للمجموعة الضابطة غير المعالجة، في حين أظهرت الظروف الحمضية (pH 4 و5) انخفاضات ملحوظة. ومع ذلك، لم تنتهِ القصة عند هذا الحد، فقد أخضع العلماء السائل لحرارة شديدة وعالجوه بإنزيم يكسر البروتينات، وهي ظروف من شأنها تدمير معظم الأسلحة البيولوجية مثل السموم أو البروتينات. ومن المثير للاهتمام أن السائل احتفظ بقدرته على قتل البكتيريا حتى بعد هذه المعالجات. تشير هذه النتيجة إلى أن العوامل النشطة ليست بروتينات هشة، بل هي جزيئات مستقرة ومقاومة للحرارة يمكنها تحمل الظروف القاسية.

بعيداً عن مجرد قتل البكتيريا، بحثت الدراسة أيضاً في مدى قدرة البكتيريا النافعة على الالتصاق بالأسطح والتفاعل مع البكتيريا الضارة. وجد الباحثون أن سلالة "L. paracasei SRG" لديها ميل قوي للتكتل مع نفسها، وهي سمة تُعرف باسم "التجمع الذاتي" (autoaggregation)، كما أنها تلتصق بسهولة بالبكتيريا الضارة في عملية تسمى "التجمع المشترك" (co-aggregation). وتعتبر القدرة على تكوين كتل أمراً هاماً لأنها تشير إلى أن البكتيريا يمكنها مادياً إزاحة الغزاة، مما يمنعهم من الالتصاق بجدران المسالك البولية. كما أظهرت السلالة مستوى متوسطاً من الالتصاق السطحي، مما يساعدها على الالتصاق بالبطانة المخاطية حيث تحتاج لتكون للقيام بعملها. هذه السمات الفيزيائية، جنباً إلى جنب مع إنتاج سائل حمضي مستقر وقوي، ترسم صورة لميكروب مناسب تماماً للحياة في جسم الإنسان وقادر على الدفاع عن منطقته.

تخلص الدراسة إلى أن هذه السلالة المحددة من البكتيريا، المستوطنة في الميكروبيوم المهبلي للنساء الأصحاء، تمتلك إمكانات قوية كمرشح لـ "البروبيوتيك" (probiotic). إن قدرتها على إنتاج سائل يثبط مجموعة واسعة من البكتيريا الخطيرة، بما في ذلك تلك المقاومة للمضادات الحيوية، تقدم مساراً واعداً للعلاجات المستقبلية. ويؤكد الباحثون أنه على الرغم من أن النتائج المختبرية مشجعة، إلا أن هذه ليست سوى البداية. وتشير النتائج إلى أن تسخير الكيمياء الطبيعية لهذه البكتيريا الصديقة يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات جديدة غير معتمدة على المضادات الحيوية للوقاية من عدوى المسالك البولية. ومع ذلك، وقبل أن يصبح هذا علاجاً للمرضى، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتأكيد سلامته وفعاليته في جسم الإنسان. وفي الوقت الحالي، يوفر هذا العمل دليلاً واضحاً على أن الدفاعات الطبيعية للميكروبيوم البشري معقدة وقوية، وتحمل مفاتيح بدأ العلم للتو في تدويرها.