مقاومة عتيقة

في عام 2014 أقيم أكبر مشروع (ميتاجينومي Metagenomic) للبحث عن الجينات المسؤولة عن مقاومة المضادات الحيوية في وسط تسلسلات الحمض النووي الموجودة بالمجتمعات الميكروبية علي مستوي العالم، وانتهي البحث بنتيجة مفاداها أن تلك الجينات موجودة في الطبيعة أينما بحث عنها العلماء، ونشرت النتائج في مجلة (البيولوجيا الحالية Current biology)_ـ³ يصرح أحد العلماء المشاركين في المشروع: "بالرغم من معرفتنا أن البيئة تضم سلالات بكتيرية مقاومة للمضادات الحيوية -كما أثبتت دراسات سابقة عديدة- إلا أننا لم نكن على علم حقيقي بمدى وفرتها".

يرى الباحثون أن سبب وفرة تلك الجينات المقاومة للمضادات الحيوية في البكتيريا واضح ومنطقي، إذ أن معظم المضادات التي يستخدمها الأطباء اليوم تم تحضيرها من الكائنات الدقيقة التي تعيش في الأرض كالبكتيريا والفطريات، مما يعني أن جينات المقاومة كانت موجودة قبل أن يستخدم الإنسان المضادات الحيوية، والبكتيريا التي لم تملكها منذ البداية قامت لاحقا باستعارتها (بالنقل الأفقي) ببساطة من رفيقتها التي تملكها.³

كانت المستشفيات قبل ذلك ينظر إليها على أنها مراع خصبة للبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، نظرا لوجود كثير من المرضي ذوي المناعة الضعيفة مما يساعد علي تفوق البكتيريا. وكذلك بسبب هلاك البكتيريا المنافسة لها والتي لا تستطيع مقاومة المضادات الحيوية، مما يؤدي إلى استفحال البكتيريا المقاومة. ولكن نتائج المشروع تشير إلى أن تلك المقاومة موجودة في كل مكان في البيئة من حولنا، وليست حكرا على المستشفيات. يعبر أحد الباحثين عن دهشته قائلا: "أكثر ما يدهش هو حقيقة أننا استطعنا اكتشاف جينات مقاومة للمضادات الحيوية بكميات وفيرة نسبيا في كل بيئة فحصناها".³

ربما تمتد وفرة المقاومة البكتيرية لأماكن بعيدة تماما عن بصرنا وقد اكتشف هذا مجموعة من الباحثين قاموا بدراسة البيئة الميكروبية لأحد الكهوف بولاية نيو ميكسيكو الأمريكية، كهف يعرف باسم ليتشيوجيلا Lechuguilla، يتميز بأنه من أكثر الكهوف عمقا علي سطح الأرض، وأكثرها عزلة كذلك، حيث لا يصله ضوء الشمس إطلاقا. وقد انعزل ذلك الكهف بيئيا منذ ما يقرب من أربعة ملايين سنة عن سطح الأرض، وفقد كل اتصال بها. ونشر الباحثون النتائج التي توصلوا إليها بعد إجراء التجارب والفحوصات علي عينات البكتيريا التي عزلوها من الكهف في مجلة (بلوس وان PLOS One) في إبريل 2012_ـ⁴

توصل الباحثون من تلك التجارب أن تلك البكتيريا كانت شديدة المقاومة لأنواع مختلفة من المضادات الحيوية، كانت منها أجناس مقاومة لحوالي 14 مضادا حيويا مختلفا، مجموعة واسعة الاختلاف من المضادات الحيوية ذات التركيب الكيميائي المختلف، ومنها (الدابتوميسن Daptomycin) الذي يعتبر الحل الأخير في علاج سلالات البكتيريا إيجابية الجرام المقاومة للعديد من المضادات الحيوية multi-drug resistance. أيضا وُجدت آليات إنزيمية لمقاومة مضادات (الماكروليد Macrolide) شبه الاصطناعية، "مما يدعم فهمنا المتزايد لكون الجينات المسؤولة عن مقاومة المضادات الحيوية طبيعية، وقديمة، ومغروسة بقوة في جينوم الكائنات الدقيقة".

ويستنتج الباحثون من النتائج التي توصلوا إليها عن طريق اختبار حساسية تلك العينات البكتيرية للمضادات الحيوية، أن المقاومة ضد المضادات الحيوية موجودة من قبل أن يستخدمها البشر في الأغراض العلاجية :"تؤكد الأدلة المتزايدة على أن الكائنات البيئية مستودعات لجينات المقاومة تلك. ولكن من الناحية الأخرى، الدور الذي يلعبه الاستخدام البشري للمضادات الحيوية في ظهور هذه الجينات لا يزال موضع اختلاف".⁴

ومن أقصي الشمال المتجمد جاءت الاكتشافات التي تدعم ذلك الموقف، حيث نشرت العديد من المقالات التي توثق العثور علي أجناس من البكتيريا الأثرية المقاومة للمضادات الحيوية المدفونة في التربة المتجمدة تحت طبقات الثلج في سيبيريا⁵، حيث تمكن العلماء من فصل وعزل البكتيريا من التربة وإكثارها في مزارع بكتيرية خاصة واختبار مقاومتها للمضادات الحيوية، إلا أن تلك الدراسات يشوبها بعض الشكوك.

للفصل في مسألة عمر وجود المقاومة للمضادات الحيوية وهل تسبق الاستخدام البشري للمضادات الحيوية أم تليه، شرع مجموعة من العلماء إلي فحص البيئة الميكروبية بالتربة الرسوبية المتجمدة (Permafrost) الموجودة في (بيرنجيا Beringia) التي تصل بين ألاسكا وسيبيريا، تكونت تلك التربة في أواخر العصر البليستوسيني (Pleistocene) ويُقدر عمرها بثلاثين ألف عام، وهو عمر طويل مقارنة بعمر اكتشاف المضادات الحيوية الذي لا يزيد عن تسعين عاما. لقد احتفظت تلك التربة بتركيبها منذ تكونها كما جمع العلماء من الأدلة ما يؤكد أن تلك التربة المتجمدة لم تذب منذ تكونها. لقد كانت تلك التربة بمثابة كتاب تاريخ حُفظ بعناية فائقة والآن العلماء يفتحون الكتاب ليروا في أي فصل ظهرت مقاومة المضادات الحيوية.

بعد فصل وتحضير عينات الدنا DNA من التربة مع مراعاة عدم اختلاطها وتلويثها قدر الإمكان، أجريت الفحوص الكيميائية والجينومية، وكانت النتائج مدهشة. حيث استطاع العلماء التعرف علي تسلسلات من الدنا تشفر مقاومة للمضادات الحيوية، من تلك التسلسلات جين (TetM) المشفر للبروتين المسؤول عن إكساب البكتيريا المقاومة ضد عقار (تتراسيكلين Tetracycline)، كذلك جين مقاومة لمضادات (بيتا-لاكتام Beta-lactam)، والأكثر إثارة للدهشة هو العثور على عناصر لمقاومة مضادات (البيبتيد السكري Glycopeptide). ومن أمثال تلك المضادات (الفانكوميسين Vancomycin) ويلجأ إليه الأطباء كحل أخير لأنواع العدوى المستعصية، وبتحليل الجين المسؤول عن مقاومة الفانكوميسن و مقارنته بالموجود في البكتيريا الحديثة وجد أنهما متشابهان.⁵

لقد كانت المقاومة البكتيرية للمضادات الحيوية دائما المثال الكلاسيكي الذي يلجأ إليه التطوريون كدليل تجريبي لإثبات التطور. لقد زادت نسب البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية زيادة هائلة منذ اكتشافنا للمضادات الحيوية واستخدامها في التطبيقات العلاجية، وقد فسر التطوريون ذلك التاريخ من الزيادة المتصاعدة للمقاومة علي أنه تطور للبكتيريا، وكان الاعتقاد السائد أن البكتيريا نتيجة تعرضها للمضادات الحيوية تطورت عن طريق الطفرات والانتقاء الطبيعي لتصبح مقاومة لها.

ولكن التفسير الأقرب الآن للمنطق بعد إثبات قدم المقاومة للمضادات الحيوية، هو أن استخدامنا للمضادات الحيوية هو الذي خلق بيئة تنافسية، ووضع سلالات البكتيريا تحت ضغط انتقائي استأصل السلالات غير المقاومة، وأبقى على السلالات المقاومة؛ فزادت نسبتها. وقد خلص إلي هذا الاستنتاج مجموعة العلماء الذين عثروا علي الجينات المقاومة، كما وجدوا هذا الاستنتاج متسقا مع حقيقة الظهور السريع لتلك المقاومة في المستشفيات والوحدات العلاجية، فلا بد أنها كانت موجودة قديما ثم انتشرت بعد ذلك بمساعدة المضادات الحيوية.

3. Nesme, J., Cécillon, S., Delmont, T., Monier, J., Vogel, T., & Simonet, P. (2014). Large-Scale Metagenomic-Based Study of Antibiotic Resistance in the Environment. Current Biology, 24(10), 1096-1100. doi:10.1016/j.cub.2014.03.036

4. Bhullar K, Waglechner N, Pawlowski A, Koteva K, Banks ED, Johnston MD, Barton HA, Wright GD., Antibiotic Resistance Is Prevalent in an Isolated Cave Microbiome. Retrieved January 11, 2018, from http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0034953

5. D’Costa, V. M., King, C. E., Kalan, L., Morar, M., Sung, W. W., Schwarz, C., Froese D, Zazula G, Calmels F, Debruyne R, Golding GB, Poinar HN, Wright GD. (2011, August 31). Antibiotic resistance is ancient. Retrieved January 11, 2018, from https://www.nature.com/articles/nature10388