Antimicrobial Potential of Gut-Associated Bacteria Isolated from the German Cockroach (Blattella germanica) Against Multidrug-Resistant Human Pathogens

في العالم المجهري داخل الكائنات الحية، يُعد الأمعاء أكثر بكثير من مجرد أنبوب بسيط للهضم؛ فهي مدينة صاخبة ومزدحمة تعج بالبكتيريا التي تعيش في توازن دقيق مع مضيفها. هذه السكان الصغار لا تساعد فقط في تكسير الطعام، بل تعمل كخط دفاع أول، حيث تنتج مواد طبيعية تحارب الغزاة الضارين. لعقود من الزمن، نظر العلماء إلى هذه المجتمعات الداخلية بحثاً عن أدلة حول كيفية حماية البشر من الأمراض. ومع ازدياد مقاومة البكتيريا حول العالم للمضادات الحيوية التي نعتمد عليها، يتجه الباحثون إلى أماكن غير متوقعة للعثور على أسلحة جديدة. فالإناث، التي تزدهر في بيئات تعج بالجراثيم، قد طورت طرقاً متطورة لإدارة ميكروبيوماتها الداخلية الخاصة، مما يجعلها مصدراً واعداً لاكتشاف عوامل مضادة للميكروبات جديدة.

لقد وجه فريق من الباحثين في مصر اهتمامهم مؤخراً إلى الصرصور الألماني الشائع، وهو آفة توجد في المنازل والمباني في جميع أنحاء العالم. وبينما يُنظر إليه غالباً على أنه مصدر إزعاج، إلا أن هذه الحشرات تحمل مجتمعاً معقداً من البكتيريا داخل أمعائها، والذي ظل غير مستكشف إلى حد كبير لقيمته الطبية المحتملة. وقد سعى العلماء إلى عزل هذه البكتيريا، وتحديد هويتها، واختبار ما إذا كان بإمكانها إنتاج مواد قادرة على قتل مسببات الأمراض البشرية الخطيرة والمقاومة للأدوية. وكانوا مهتمين بشكل خاص بما إذا كان بإمكان ميكروبات الأمعاء هذه وقف نمو البكتيريا والفطريات التي أصبحت محصنة ضد العلاجات الطبية القياسية، وهي أزمة متزايدة في المستشفيات والمجتمعات في كل مكان.

للبدال في عملهم، قام الباحثون بتربية مستعمرة من الصراصير الألمانية البالغة في بيئة مخبرية خاضعة للرقابة، حيث غدوهم بالخبز والماء. وقاموا بجمع عينات بعناية، وتحت ظروف معقمة، أزالوا القنوات الهضمية للحشرات. وفصلوا الأمعاء إلى ثلاثة أقسام متميزة: الجزء الأمامي، والجزء الأوسط، والجزء الخلفي. تمت معالجة كل قسم على حدة لضمان قدرتهم على معرفة ما إذا كانت أجزاء مختلفة من الأمعاء تضم أنواعاً مختلفة من البكتيريا. قام الفريق بطحن الأنسجة من كل قسم ونشرها على أطباق غنية بالمغذيات لتشجيع أي بكتيريا موجودة على النمو. وبعد يومين من الحضن، قاموا بعد المستعمرات وقياس أحجامها، ملاحظين أن الجزء الأمامي من الأمعاء احتوى على أكبر عدد من البكتيريا، يليه الجزء الأوسط ثم الجزء الخلفي.

بعد ذلك، فحص الباحثون المظهر الفيزيائي للمستعمرات البكتيرية وأجروا سلسلة من الاختبارات الكيميائية لتحديدها. بحثوا في شكل الخلايا، وما إذا كانت عصوية أو كروية، وكيفية تفاعلها مع أصباغ وسكريات معينة. كشفت هذه العملية عن سبعة أنواع متميزة من البكتيريا. تنتمي معظم البكتيريا إلى مجموعات معروفة مثل "البروتيوباكتيريا" (Proteobacteria) و"الفيرميكوتس" (Firmicutes)، مع نوع واحد من مجموعة "الأكتينوباكتيريا" (Actinobacteria). وجد الفريق أن الجزء الأمامي من الأمعاء موطن لمزيج يشمل "الزائفة" (Pseudomonas) و"المكورات العنقودية" (Staphylococcus)، بينما استضاف الجزء الأوسط والخلفي أنواعاً أخرى مثل "البينيباسيلوس" (Paenibacillus) و"البروتيوس" (Proteus) و"الميكروكوكوس" (Micrococcus). وقد برز اكتشاف محدد: حيث عزل الباحثون بكتيريا تسمى "الزائفة مونهي" (Pseudomonas mohnii) من أمعاء الصرصور. كان هذا اكتشافاً هاماً، حيث لم تُوجد هذه الأنواع من قبل في مضيف حيواني؛ إذ كانت معروفة سابقاً فقط من مرافق معالجة مياه الصرف الصحي.

كان الجزء الأكثر أهمية من الدراسة هو اختبار ما إذا كانت هذه البكتيريا المعزولة يمكنها محاربة مسببات الأمراض البشرية الخطيرة. اختار الفريق لوحة من الميكروبات متعددة المقاومة للأدوية، بما في ذلك سلالات من "المكورات العنقودية الذهبية" (Staphylococcus aureus)، و"الإشريكية القولونية" (Escherichia coli)، و"السالمونيلا" (Salmonella)، وفطر "الكانديدا" (Candida albicans). وضعوا بكتيريا أمعاء الصرصور على طبق بجانب هذه المسببات المرضية الضارة لمعرفة ما إذا كان بإمكانها وقف نموها. كانت النتائج مذهلة؛ حيث أظهرت اثنتان من البكتيريا المعزولة، وكلتاهما وُجدت في الجزء الأمامي، نشاطاً قولاً ضد الغزاة. نجحت إحدى السلالات، التي تم تحديدها كـ "سلالة الزائفة AYA1" (Pseudomonas strain AYA1)، في تثبيط نمو جميع المسببات المرضية المختبرة، مما خلق مناطق واضحة لم تستطع البكتيريا الضارة البقاء فيها. كما أظهرت العزلة الثانية النشطة، وهي "الزائفة مونهي" (Pseudomonas mohnii)، إمكانات قوية أيضاً، حيث أوقفت نمو معظم المسببات المرضية المختبرة، باستثناء "السالمونيلا" و"العصوية السيرية" (Bacillus cereus). أما السلالات البكتيرية الخمس الأخرى المعزولة من أمعاء الصرصور، فلم تظهر أي قدرة كبيرة على محاربة هذه المسببات المرضية المحددة.

ولتأكيد هوية هاتين البكتيريتين الواعدتين، قام الباحثون بتحليل مادتهما الوراثية. استخرجوا الحمض النووي (DNA) من المزارع وقاموا بتسلسل جين محدد يستخدم لتحديد الأنواع البكتيرية. أكد التحليل الجيني أن السلالات النشطة هي بالفعل "سلالة الزائفة AYA1" و"الزائفة مونهي". تشير الدراسة إلى أن أمعاء الصرصور الألماني هي مستودع غني للبكتيريا القادرة على إنتاج مركبات مضادة للميكروبات طبيعية. ورغم أن البحث لا يوفر بعد دواءً جديداً للاستخدام الفوري، إلا أنه يسلط الض الضوء على منطقة محددة من الطبيعة تستحق مزيداً من الاستقصاء. إن اكتشاف "الزائفة مونهي" في أمعاء حشرة يوسع فهمنا لمكان عيش هذه البكتيريا، كما أن النشاط القوي لسلالة "الزائفة" ضد المسببات المرضية المقاومة للأدوية يقدم خيطاً ملموساً للأبحاث المستقبلية. ويقترح المؤلفون أن الخطوة التالية هي عزل المركبات الكيميائية المحددة التي تنتجها هذه البكتيريا ودراسة كيفية عملها، مما قد يفتح مساراً جديداً لعلاج الالتهابات التي لا تستطيع الأدوية الحالية علاجها.