تشير دراسة جديدة إلى أن الجفاف يمكن أن يغذي ظهور الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية مع تفاقم تغير المناخ

وأظهرت دراسة أجريت على ميكروبات التربة أن الجفاف يشجع الكائنات الحية الدقيقة التي تنجو من المضادات الحيوية. ووجدت أيضًا أن بعض جينات المقاومة في البكتيريا التي تعيش في التربة تظهر في عينات مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية التي تم جمعها من مرضى المستشفيات. نظرًا لأن البكتيريا يمكنها بسهولة تبادل أجزاء كبيرة من المعلومات الوراثية – وهي عملية تسمى نقل الجينات الأفقي – فإن أي زيادة في المقاومة في الميكروبات التي تعيش في التربة يمكن أن تشق طريقها بسهولة إلى الميكروبات التي تصيب البشر، كما قال مؤلفو الدراسة.

وقال “لا يوجد مكان محصن”. ديان نيومان، كبير مؤلفي الدراسة وعالم الأحياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. “إذا كان لديك مسبب مرضي نشأ في جزء واحد من العالم، فإنه ينتشر بسرعة كبيرة، لذا فإن هذا أمر مثير للقلق بغض النظر عن المكان الذي تعيش فيه.”

مسببات الأمراض المقاومة

تعتبر مقاومة المضادات الحيوية بالفعل مشكلة صحية كبيرة، مع وجود منظمة الصحة العالمية تشير التقديرات إلى أن مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية تسببت بشكل مباشر في 1.27 مليون حالة وفاة سنويًا اعتبارًا من عام 2019 وساهمت في 4.95 مليون حالة وفاة أخرى. في حين أن المضادات الحيوية تقتل الميكروبات، فإن الأدوية التي يستخدمها الناس في العيادة مشتقة أيضًا من الميكروبات (أو الفطريات، كما هو الحال في حالة البنسلين الشهيرة). تقوم الميكروبات بتصنيع المضادات الحيوية كجزء من أذرع تطورية مع ميكروبات أخرى، بهدف قتل أي منافسين أو تهديدات محتملة. إحدى ساحات القتال الرئيسية لهذه الحرب التطورية تقع في التربة.

يستمر المقال أدناه

نيومان والمؤلف الأول للدراسة الجديدة، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا شياويو شان، كشف لأول مرة عن إشارة إلى أن الجفاف قد يتفاقم مقاومة المضادات الحيوية في مجموعة من خمس قواعد بيانات الميتاجينوميات التي تجمع المعلومات الوراثية لميكروبات التربة من بيئات مختلفة في القارات حول العالم. وتضمنت بعض قواعد البيانات هذه عينات من نفس المواقع قبل الجفاف وبعده.

وفي كل حالة، وجد الباحثون أن جينات تخليق المضادات الحيوية كانت أكثر انتشارًا بعد فترة الجفاف وأقل انتشارًا بعد انتهاء الجفاف.

“ترى هذا في الأراضي الزراعية، في الأراضي العشبية، في الغابات، في الأراضي الرطبة، في الولايات المتحدة، في الصين، في سويسرا” ، قال نيومان لـ Live Science.

ولمعرفة ما يحدث، أخذ نيومان وشان وزملاؤهما السؤال إلى المختبر. وقاموا بمعالجة التربة المعقمة بالمضاد الحيوي فينازين، الذي تنتجه بعض أنواع البكتيريا. ثم أضافوا البكتيريا التي تعيش في التربة وتركوا نصف العينات تجف لمدة ثلاثة أيام، مع الحفاظ على رطوبة الباقي.

وبعد محاكاة الجفاف، اكتشفوا أن المضاد الحيوي الموجود في التربة أصبح، بشكل غير مفاجئ، أكثر تركيزًا مع تبخر الرطوبة الموجودة في التربة. ووجدوا أيضًا أنه استجابة لهذا المضاد الحيوي الأكثر تركيزًا، عانت البكتيريا الموجودة في التربة الحساسة للمضادات الحيوية، بينما ازدهرت البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

وقال نيومان إن هذه النتائج توضح أن مقاومة المضادات الحيوية مدفوعة بالضغط التطوري. فقط الكائنات الأصعب والأكثر مقاومة هي التي تبقى على قيد الحياة عندما يؤدي الجفاف إلى تركيز المضادات الحيوية للميكروبات الأخرى إلى مستويات مميتة.

وهذا ليس الوقت المناسب لكي تتوقف الحكومات عن تمويل البحث العلمي واكتشاف الأدوية.

للحصول على لمحة عن ساحة المعركة التطورية على المستوى الجيني، عاد الباحثون إلى قواعد بيانات الميتاجينوميات الكبيرة. ووجدوا أن الجينات المقاومة للمضادات الحيوية أصبحت أكثر شيوعا في فترات الجفاف. وقد سار هذا الانتشار جنبًا إلى جنب مع زيادة الجينات المسؤولة عن تخليق المضادات الحيوية، مما يدعم فكرة أن الميكروبات المصابة بالجفاف تعزز مقاومتها للمضادات الحيوية استجابة للضغط المتزايد الناتج عن هجمات المضادات الحيوية من جيرانها.

بعد ذلك، أخذ الباحثون عينات من التربة من حرم معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وأضافوا أربعة مضادات حيوية مختلفة، وجففوا نصف العينات. ومرة أخرى، رأوا المزيد من الميكروبات المقاومة للمضادات الحيوية في العينات المجففة.

خطر عالمي

وكان السؤال التالي هو ما إذا كان من الممكن رؤية هذه الأنماط على نطاق عالمي. استخدم الباحثون البيانات الموجودة حول مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية التي تم جمعها في المستشفيات حول العالم، بالإضافة إلى بيانات المناخ والطقس، لتحديد مدى الجفاف في كل مستشفى. ووجدوا أنه كلما كانت المنطقة أكثر جفافا، كلما زادت مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية التي أبلغ عنها المستشفى. وقد استمرت هذه النتيجة حتى عندما سيطر الباحثون على الوضع الاجتماعي والاقتصادي للبلد، والذي قد يؤثر على اختبار مسببات الأمراض.

قدمت عملية البحث الجيني الأخيرة خبرًا سيئًا آخر: فقد تم العثور على العديد من الجينات التي تمنح مقاومة للمضادات الحيوية في ميكروبات التربة، والتي تم تكرارها تمامًا، في مسببات الأمراض السريرية المعروفة بإفلاتها من المضادات الحيوية. وشملت هذه مسببات الأمراض الشائعة في المستشفيات المكورات المعوية البرازية، الكلبسيلة الرئوية، الراكدة البومانية، الزائفة الزنجارية وأنواع البكتيريا المعوية، حسبما أفاد الباحثون في 23 مارس في المجلة علم الأحياء الدقيقة الطبيعة. وقال نيومان إن مسببات الأمراض البشرية وميكروبات التربة تتلامس طوال الوقت أثناء تنقل الناس في البيئة، ويمكن للمقاومة الناجمة عن الجفاف أن تنتقل بسهولة من الميكروبات الموجودة في التربة إلى الميكروبات الموجودة في الجسم.

“من المتوقع أن يؤدي استمرار الاحترار والجفاف إلى توسيع الظروف القاحلة” تيموثي غاليوكتب عالم البيئة الميكروبية في جامعة ماكواري في أستراليا في مقال افتتاحي مصاحب للدراسة. وهذا يعني تغير المناخ يمكن تسريع خطيرة بالفعل مشكلة مسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيويةكتب.

وقال نيومان إن هناك طرقًا لخوض معركتنا التطورية ضد البكتيريا. وإلى جانب الحد من تغير المناخ، يمكن بذل المزيد من الجهود لتوفير اختبارات تشخيصية سريعة في العيادات حتى يتمكن الأطباء من علاج البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية بشكل أسرع. ويمكنهم أيضًا اختيار علاجات متعددة المضادات الحيوية التي تقضي على السلالات المقاومة. وقال نيومان إن الخطوة الحاسمة الأخرى هي تمويل الأبحاث الأساسية في مجال اكتشاف الأدوية. لقد تراجعت شركات الأدوية إلى حد كبير عن البحث عن مضادات حيوية جديدة بسبب قلة الربحية، الأمر الذي يترك العلماء الحكوميين والأكاديميين في طليعة الأبحاث الأساسية.

وقال نيومان: “هذا ليس الوقت المناسب للحكومات لوقف تمويل البحث العلمي واكتشاف الأدوية”.