Exploring the therapeutic potential of bacteriocin-producing skin and oral microbiota for combating methicillin-resistant Staphylococcus aureus

في جسم الإنسان، تعيش مجتمعات هائلة من الحياة المجهرية على الجلد وداخل الفم. هذه المجتمعات، المعروفة باسم الميكروبيوتا، ليست مجرد سكان سلبيين؛ بل هي متنافسون نشطون في بيئة مزدحمة. وللبقاء على قيد الحياة، تنتج العديد من هذه الكائنات الدقيقة أسلحة طبيعية تسمى "البكتريوسينات". وهي جزيئات صغيرة قائمة على البروتين تعمل مثل صواريخ موجهة، مصممة لقتل أو إيقاف نمو البكتيريا المنافسة التي تهدد منطقتها. لعقود من الزمن، نظر العلماء إلى هذه الدفاعات الطبيعية كمصدر محتمل لأدوية جديدة، خاصة مع ازدياد مقاومة البكتيريا الشائعة للمضادات الحيوية التي اعتمد عليها البشر طوال القرن الماضي. أحد أخطر هذه البكتيريا المقاومة هو بكتيريا "المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين"، والتي تُعرف غالباً باسم (MRSA). يمكن لهذا الممرض أن يسبب عدوى شديدة يصعب علاجها لأنه يتجاهل العديد من العقاقير القياسية. وقد دفع البحث عن وسيلة جديدة لهزيمته الباحثين إلى النظر عن كثب في البكتيريا التي تعيش فينا وعلى أجسادنا، متسائلين عما إذا كان بعض جيراننا الميكروبيين يحملون المفتاح لإيقاف هذا التهديد.

لقد وضع فريق من الباحثين هدفاً لاستقصاء هذا الاحتمال من خلال فحص البكتيريا التي تعيش على الجلد وفي أفواه الأصحاء. جمعوا عينات من أجزاء مختلفة من الجسم، بما في ذلك المناطق الرطبة بين أصابع القدمين، وتحت الإبطين، وخلف الركبتين، واللسان، واللثة. ومن هذه العينات، عزلوا مئات السلالات البكتيرية المختلفة. كان هدفهم هو العثور على أي سلالة تنتج بكتريوسينات قادرة على مهاجمة (MRSA). وبعد اختبار البكتيريا بعناية، اكتشفوا أن ست سلالات محددة من "المكورات العنقودية الذهبية" الموجودة لدى هؤلاء الأصحاء كانت تنتج بالفعل هذه الأسلحة المضادة للميكروبات. وبشكل لافت، تمكنت هذه السلالات الست من تثبيط نمو نوعين مختلفين من العزلات السريرية لبكتيريا (MRSA)، وهي سلالات من البكتيريا مأخوذة من مرضى في بيئة مستشفى. يشير هذا الاكتشاف إلى أنه حتى ضمن النوع نفسه من البكتيريا، يمكن لبعض السلالات أن تنتج مواد تقتل أقاربها الأكثر خطورة ومقاومة للأدوية.

ولفهم ما إذا كانت هذه الأسلحة الطبيعية يمكن أن تكون مفيدة، اختبر الباحثون مدى صمودها تحت ظروف مختلفة. فقد عرضوا مستخلصات البكتريوسينات لمستويات مختلفة من الحموضة والحرارة، لمحاكاة البيئات المختلفة التي قد يواجهها الدواء في الجسم أو أثناء التخزين. أظهرت النتائج أن هذه البكتريوسينات ظلت مستقرة ونشطة عندما كانت درجة الحرارة بين 25 و30 درجة مئوية وعندما كانت الحموضة متعادلة، وتحديداً عند درجة حموضة (pH) تتراوح بين 6.5 و7. ومع ذلك، عندما عالج الباحثون المستخلصات بإنزيمات تكسر البروتينات، انخفض النشاط بشكل كبير. وقد أكد هذا أن المكونات النشطة كانت بالفعل بروتينات، كما هو متوقع، وأنها يمكن أن تُدمر بواسطة نفس العمليات البيولوجية التي تكسر البروتينات الأخرى في الجسم.

انتقل الفريق بعد ذلك إلى نطاق أكبر، حيث قاموا بزراعة هذه السلالات الست الواعدة في خزانات كبيرة لإنتاج كمية كافية من البكتريوسينات لإجراء المزيد من الاختبارات. قاموا بتنقية الأجزاء النشطة من الخليط، وفصلها إلى أجزاء مختلفة للعثور على المكونات الأكثر قوة. وعندما اختبروا هذه الأجزاء المنقاة ضد سلالات (MRSA)، وجدوا أن العديد منها نجح في إيقاف نمو البكتيريا. تراوح "التركيز المثبط الأدنى" (وهو مقدار المادة اللازم لإيقاف نمو البكتيريا) بين حوالي 121.8 إلى 425 ميكروغرام لكل ميليلتر. تشير هذه الأرقام إلى أن البكتريوسينات كانت فعالة، رغم أن القوة الدقيقة تفاوتت بين السلالات المختلفة وسلالات (MRSA) المحددة التي كانت تحاربها.

ولعل الأمر الأكثر أهمية لأي استخدام طبي مستقبلي، هو أن الباحثين تحققوا مما إذا كانت هذه البكتريوسينات آمنة للخلايا البشرية. فقد عرضوا ثلاثة أنواع مختلفة من الخطوط الخلوية السرطانية البشرية - تمثل أنسجة البروستاتا والرئة والقولون - على مستخلصات البكتريوسينات. وعند التركيز المنخفض، لم تظهر المستخلصات أي علامات على إلحاق الضرر بالخلايا البشرية. وحتى عند التركيز العالي، كان الضرر الذي لحق بالخلايا ضئيلاً أو تباين بطريقة لا تشير إلى سمية واسعة وخطيرة. وهذه خطوة حاسمة، حيث تشير إلى أن هذه الأسلحة الطبيعية قد تكون قادرة على قتل البكتيريا الضارة دون إيذاء الخلايا البشرية الجيدة التي من المفترض أن تحميها.

تخلص الدراسة إلى أن الميكروبيوتا البشرية هي مصدر غني وغير مستغل إلى حد كبير للعوامل الجديدة المضادة للميكروبات. إن السلالات الست المنتجة للبكتريوسينات التي حددها هذا البحث تظهر قدرة حقيقية على محاربة بكتيريا (MRSA) المقاومة للأدوية في بيئة مختبرية. ورغم أن هذا العمل ليس علاجاً نهائياً بعد، إلا أنه يوفر أساساً قوياً للأبحاث المستقبلية. ويشير العلماء إلى أن هذه النتائج تحتاج إلى متابعة من خلال دراسات في كائنات حية لمعرفة كيفية سلوك البكتريوسينات في نظام بيولوجي كامل. وفي الوقت الحالي، يقدم هذا البحث لمحة مفعمة بالأمل عن مستقبل محتمل حيث تساعدنا الدفاعات الطبيعية في أجسادنا على مواجهة بعض أكثر العدوى استعصاءً.