Isolation of Penicillin resistant Staphylococcus aureus (PRSA) from sewage water and testing for Antibiotic susceptibility with protein synthesis inhibitor antimicrobials

في العالم الخفي للحياة المجهرية، تتكيف البكتيريا باستمرار، وتتعلم كيفية البقاء على قيد الحياة باستخدام ذات المواد الكيميائية التي يستخدمها البشر لإيقافها. ومن أكثر هذه الميكروبات استمرارية وقدرة على التكيف هي بكتيريا "المكورات العنقودية الذهبية" (Staphylococcus aureus)، وهي بكتيريا شائعة يمكن أن تسبب كل شيء من التهابات الجلد الطفيفة إلى الأمراض المهددة للحياة. لعقود من الزمن، اعتمد الأطباء على فئة من الأدوية تسمى "البنسلين" لمحاربة هذه الالتهابات، لكن البكتيريا ردت بالهجوم عبر إنتاج إنزيم يدمر الدواء، مما يجعله عديم الفائدة. وقد أجبرت هذه المقاومة العلماء على البحث خارج جدران المستشفيات، بحثاً عن الأماكن التي تعيش فيها هذه البكتيريا القوية وكيفية انتقالها بين البيئة والبشر. وتعمل أنظمة الصرف الصحي، التي تحمل النفايات من المنازل والمستشفيات والصناعات، كوعاء خلط ضخم تلتقي فيه سلالات مختلفة من البكتيريا، وتبادل حيل البقاء، وتتطور. إن فهم ما يعيش في مياه الصرف الصحي هذه أمر بالغ الأهمية لأنه يكشف كيف تنتشر المقاومة ويساعد في تحديد الأدوية التي قد تظل فعالة عندما تفشل الأدوية القديمة.

قرر الباحثون في جامعة "موهان بابو" التحقيق في هذا المستودع الخفي من خلال أخذ عينة من مياه الصرف الصحي والبحث عن هذه البكتيريا المقاومة. لم يكونوا يبحثون عن السلالة الأكثر شهرة المقاومة للأدوية، والمعروفة باسم "MRSA"، بل عن نسخة مختلفة قليلاً: "المكورات العنقودية الذهبية" التي أصبحت مقاومة للبنسلين ولكن لم تُختبر بعد ضد مجموعة محددة من الأدوية الأخرى. قامت المجموعة بعزل البكتيريا من المياه القذرة وتأكدت من هويتها باستخدام تقنيات مخبرية قياسية، بما في ذلك اختبار يتحقق من كيفية تفاعل البكتيريا مع بيروكسيد الهيدروجين وفحص مجهري لشكلها ولونها بعد الصبغ. وجدوا تجمعات مستديرة تشبه عناقيد العنب من البكتيريا وكانت بالفعل "المكورات العنقودية الذهبية"، كما وجدوا نوعاً آخر من البكتيريا عصوية الشكل تسمى "العصوية الرقيقة" (Bacillus subtilis).

بمجرد حصولهم على مزارع نقية، أجرى العلماء اختباراً بسيطاً ولكنه كاشف لمعرفة أي المضادات الحيوية لا تزال قادرة على إيقاف نمو البكتيريا. وضعوا أقراصاً ورقية صغيرة مشبعة بأدوية مختلفة على أطباق مغطاة بالبكتيريا وراقبوا ما إذا كانت ستتشكل دائرة صافية حول القرص، مما يشير إلى أن الدواء قد قتل البكتيريا القريبة منه. وكما كان متوقعاً، لم تظهر أقراص البنسلين أي تأثير على الإطلاق؛ حيث نمت البكتيريا حتى حافة القرص، مما أكد أن هذه السلالة مقاومة تماماً للبنسلين. ثم اختبر الباحثون البكتيريا ضد عائلة مختلفة من الأدوية تُعرف بـ "مثبطات بناء البروتين". هذه الأدوية تمنع البكتيريا من بناء البروتينات التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة، حيث تعمل على جزء مختلف من الخلية عن البنسلين. كانت الأدوية المحددة التي تم اختبارها هي الستربتومايسين، والأميكاسين، والتتراسيكلين، والكلورامفينيكول.

أظهرت النتائج نمطاً واضحاً من البقاء والضعف. فبينما كانت البكتيريا محصنة ضد البنسلين، ظلت عرضة للتأثر بمثبطات بناء البروتين، وإن تفاوتت قوة تلك الحساسية. عند التعرض للستربتومايسين، أظهرت البكتيريا منطقة تثبيط بلغت 1.2 سنتيمتر، مما أكد أنها حساسة له. وأحدث الكلورامفينيكول منطقة صافية بلغت 0.9 سنتيمتر، بينما أظهر الأميكاسين منطقة بلغت 0.7 سنتيمتر. أنتج التتراسيكلين منطقة قدرها 0.25 سنتيمتر؛ ومع ذلك، تؤكد الدراسة صراحةً أن عزلات (PRSA) هذه تظل حساسة لمضادات مثبطات بناء البروتين، بما في ذلك التتراسيكلين، رغم صغر حجم منطقة التثبيط. في المقابل، كانت بكتيريا "العصوية الرقيقة" (Bacillus subtilis) الموجودة في نفس العينة حساسة للتتراسيكلين. وأكدت الدراسة أن عزلات (PRSA) ظلت حساسة لمضادات مثبطات بناء البروتين، بما في ذلك الستربتومايسين، والأميكاسين، والكلورامفينيكول، والتتراسيكلين.

يسلط هذا العمل الضوء على أن مياه الصرف الصحي هي مستودع قوي لـ "المكورات العنقودية الذهبية" المقاومة للبنسلين، وهي سلالة تتداول في البيئة وتشكل خطراً على الصحة العامة. وتشير النتائج إلى أنه بينما أتقنت هذه البكتيريا الدفاع ضد البنسلين، إلا أنها لم تطور نفس المستوى من المقاومة ضد مثبطات بناء البروتين التي تم اختبارها. وهذا أمر مهم لأنه يشير إلى علاجات بديلة محتملة للعدوى الناجمة عن هذه السلالات البيئية. ويؤكد الباحثون أنه على الرغم من أن النتائج واعدة، إلا أنها محدودة بالمضادات الحيوية المحددة التي تم اختبارها وبالعدد الصغير من العينات. كما أشاروا إلى أن الفهم الكامل لكيفية اكتساب هذه البكتيريا للمقاومة يتطلب مزيداً من الدراسة، بما في ذلك التحليل الجيني لمعرفة الجينات المسؤولة تحديداً عن هذه المقاومة. وفي الوقت الحالي، تعمل هذه الدراسة كتذكير بأن البيئة لاعب نشط في تطور "البكتيريا الخارقة"، وأن مراقبة مياه الصرف الصحي توفر نظام إنذار مبكر حيوي لانتشار مقاومة المضادات الحيوية.