Isolation and Probiotic Characterization of Bacillus stercoris VR19 from the polyherbal Ayurvedic fermented formulation Madhookasavam

يعدّ الأمعاء البشرية نظاماً بيئياً صاخباً، موطناً لتريليونات من السكان المجهريين الذين يساعدون في هضم الطعام، وتدريب الجهاز المناعي، والحماية من الغزاة. ومن بين هؤلاء السكان، هناك مجموعة محددة تُعرف باسم "البروبيوتيك" (Probiotics) — وهي كائنات حية دقيقة تقدم فوائد صحية عند استهلاكها بالكميات المناسبة — كانت لفترة طويلة محور اهتمام طبي. وبينما يربط الكثير من الناس هذه البكتيريا المفيدة بالزبادي أو منتجات الألبان، يتطلع العلماء بشكل متزايد إلى مصادر أخرى للعثور على سلالات جديدة، لا سيما في الأطعمة المخمرة التقليدية والأدومات. تعتمد هذه التحضيرات القديمة غالباً على التخمر الطبيعي، وهي عملية تتفاعل فيها النباتات والسكريات مع الميكروبات البرية بمرور الوقت، مما يخلق بيئات معقدة يمكنها رعاية بكتيريا قوية ومرنة. والسؤال الذي يحرك الأبحاث الحديثة هو ما إذا كانت هذه المصادر التقليدية تحمل إمكانات غير مستغلة للعثور على بروبيوتيك جديد وفعال يمكنه البقاء على قيد الحياة خلال الرحلة القاسية عبر الجهاز الهضمي البشري والاستقرار في الأمعاء للقيام بعمل نافع.

في دراسة حديثة، وجه الباحثون اهتمامهم إلى دواء "مادهوكاسافام" (Madhookasavam)، وهو دواء تقليدي من طب "الأيورفيدا"، وهو سائل مخمر مصنوع من أزهار شجرة المادهوكا، والعسل، وأعشاب أخرى مثل الهيل وخشب الصندل. لقد استُخدمت هذه التركيبة لقرون لدعم صحة الأمعاء، لكن عالمها الميكروبي ظل غير مستكشف إلى حد كبير. سعى الفريق لعزل البكتيريا من هذا السائل واختبار ما إذا كان أي منها يمتلك السمات المحددة المطلوبة للعمل كبروبيوتيك. لم يكونوا يبحثون عن أي بكتيريا فحسب؛ بل كانوا بحاجة إلى كائنات يمكنها البقاء على قيد الحياة في البيئة الحمضية للمعدة، وتحمل أملاح الصفراء الموجودة في الأمعاء، واستعمار الأمعاء بأمان دون التسبب في ضرر. ومن بين مجموعة من عشرين سلالة بكتيرية استخرجوها من الدواء، برزت واحدة كمرشح واعد.

أطلق الباحثون على هذه السلالة المميزة اسم VR19. وقبل إعلانها كبروبيوتيك محتمل، أخضعوها لفحص سلامة صارم. اختبروا أولاً ما إذا كانت البكتيريا يمكن أن تدمر خلايا الدم الحمراء، وهو مؤشر على الخطر المحتمل؛ وأظهرت VR19 عدم وجود مثل هذا النشاط، مما يشير إلى أنها آمنة. ثم عرضوها لمجموعة من المضادات الحيوية الشائعة، بما في ذلك الكلورامفينيكول والأزيثروميسين، للتأكد من أنها لن تصبح حاملاً لمقاومة الأدوية. أثبتت السلالة حساسيتها تجاهها جميعاً، مما يعني أنها لن تنجو إذا احتاج المريض لتناول هذه الأدو "ات"، وهي ميزة سلامة حاسمة. وبعد إثبات السلامة، اختبر الفريق قدرتها على الصمود. وضعوا البكتيريا في محاليل تحاكي المعدة البشرية، تراوحت من شديدة الحموضة إلى متوسطة الحموضة، ووجدوا أن VR19 نجت ونمت جيداً، خاصة في الظروف القريبة من درجة الحموضة (pH) 5 و6. كما تحدوا البكتيريا بإنزيم البيبسين، وهو إنزيم هضمي، وأملاح الصفراء الموجودة في الأمعاء الدقيقة. وقد تحملت البكتيريا هذه الضغوط بسهولة ملحوث، حيث حافظت على نموها حتى عند التعرض لتركيزات من الصفراء تصل إلى 3 بالمائة ومستويات من الملح تصل إلى 10 بالمائة.

بعيداً عن مجرد البقاء على قيد الحياة، أراد الباحثون معرفة ما يمكن أن تفعله VR19 بمجرد وصولها إلى الأمعاء. اكتشفوا أن السلالة تنتج إنزيماً يسمى "سليولاز" (Cellulase)، والذي يساعد في تكسير السليلوز، وهو ألياف صلبة توجد في جدران الخلايا النباتية. وهذه القدرة مهمة لأنها تشير إلى أن البكتيريا يمكن أن تساعد المضيف في هضم الألياف الغذائية، مما قد يغذي الميكروبات المفيدة الأخرى في الأمعاء. علاوة على ذلك، أظهرت السلالة قدرة قوية على تحييد الجذور الحرة الضارة، وهي عملية تُعرف باسم النشاط المضاد للأكسدة. وفي الاختبارات، قامت المستخلص البكتيري باقتناص ما يصل إلى 72.9 بالمائة من الجذور الحرة، وهو مقياس لقدرته على تقليل الإجهاد التأكسدي، المرتبط بالالتهاب والأمراض المزمنة.

ولرؤية ما إذا كان بإمكان هذه البكتيريا الاستقرار فعلياً في كائن حي، استخدم العلماء دودة شفافة صغيرة تسمى "Caenorhabditis elegans" كنموذج. تمتلك هذه الديدان جهازاً هضمياً بسيطاً يعمل بشكل مشابه للحيوانات الأكبر، مما يجعلها مثالية لمراقبة كيفية تفاعل البكتيريا مع المضيف. قام الباحثون بإطعام الديدان سلالة VR19 وراقبوا ما حدث. وعلى مدار عدة أيام، وجدوا أن البكتيريا استعمرت أمعاء الدودة واستمرت هناك، حتى عندما حُرمت الديدان من الطعام. بقيت البكتيريا داخل الديدان بأعداد أكبر من مصدر غذاء مخبري قياسي، مما أثبت أن VR19 لا يمكنها فقط النجاة من الرحلة، بل يمكنها أيضاً ترسيخ موطئ قدم لها.

أخيراً، لتحديد نوع الكائن الذي وجدوه بالضبط، قام الفريق بتحليل شفرتها الوراثية. ومن خلال تسلسل جين محدد يُعرف باسم جين 16S rRNA، حددوا أن VR19 تنتمي إلى نوع يسمى "Bacillus stercoris". وهي نوع بكتيري تم الاعتراف به حديثاً نسبياً، وبينما تمت دراستها لقدرتها على تكسير الكتلة الحيوية وإنتاج مركبات مضادة للميكروبات، فإن هذه الدراسة تمثل المرة الأولى التي يتم فيها عزلها من تركيبة "أيورفيدية" وتوصيفها كبروبيوتيك محتمل. تشير النتائج إلى أن Bacillus stercoris VR19 تجمع بين السلامة، والقدرة على البقاء في ظروف هضمية قاسية، والسمات الوظيفية المفيدة مثل هضم الألياف وإنتاج مضادات الأكسدة. وبينما يحذر الباحثون من أن هناك حاجة لمزيد من الاختبارات في الثدييات والبشر قبل أن يمكن استخدامها كعلاج، فإن هذه الدراسة تسلط الض الضوء على الأدوية المخمرة التقليدية كمصدر غني وغير مستكشف لشركاء ميكروبيين جدد لصحة الإنسان.