البلازميدات وما تَحمله من ضُر للإنسان

ترجع أهمية البلازميدات في أنها المسبب الرئيسي في فشل المضادات الحيوية في علاج الامراض البكتيرية، فأثبتت العديد من الابحاث حمل البلازميدات لصفات مقاومة المضادات الحيوية. فقد أمكن عزل بلازميد منStaphylococcus aureus الموجبة لجـرام، مسئول عن حمل صفة المقاومة لكل مـن Rifampicin وFusidic acid، Chloramphenicol وأطلق عليه أسم pC194. كما أثبتت الدراسـات بعد ذلك حمل هذا البلازميد pC194 لصفة المقاومـة للأمونيوم الرباعية وقُـدر وزنه الجزئي بـ 2.239Kb.
وتوالت الدراسات عن الكشف عن بلازميدين في عزلات S.aureus الأول يحمل صفة المقاومة للـ Vancomycin والـ erythromycin أما البلازميد الثاني فهو يحمل شفرة مقاومة لكلاً من مضادات الحيوية التالية: Streptomycin ، Gentamycin ، Vancomycin ، Erythromycin.

بالإضافة إلى الأبحاث التي أيدت عزل بلازميدات من S.aureus حاملة لصفة المقاومة للميثيسيللين Methecillin بالإضافة إلى العديد من المضادات الاخري، إلا أنه لخطورة المقاومة للميثيسيللين أطلق على هذه العزلات بـ (MRSA) Methecillin Resistant Staphylococcus aureus ، ذلك لتمييزها عن عزلات S.aureusالمقاومة للمضادات الحيوية إلا انها حساسة للميثيسيللين، ويطلق عليها .(MSSA) Methecillin Sensitive Staphylococcus aureus

ومن أخطر البلازميدات على كفاءة المضاددات الحيوية في العلاج، هي التزاوجية لما لها من قدرة على الحركة (لحملها جينات النقل ألتزاوجي)، ومن ثم نقل الصفة أو الصفات التي تحملها في العشيرة عن طريق التزاوج الجنسي، ففي عزلات S.aureus، تم عزل بلازميد تزاوجي pG01 وزنـه الجزيئي 52Kb وحامل لصـفة مقاومة المضادات mupirocinamino glycosides, trimethoprim, and quaternary ammonium compounds 1,2 Gentamycin. وقد سُجـلت بلازميـدات تزاوجـيه عديدة في النـوع S.aureus منها البلازميد pSK41 في S.aureus والذي يتميز بتعدد المقاومة للعديد مـن المضادات وقُدر وزنه الجزيئي بـ 46.4Kb، بالإضافة لحمله لجينات النقل ألتزاوجي.

كشفت الدراسات عن بلازميد حامل لصفة إنتاج سم ExfoliativeToxin B، كما ثبت حمل أنواع أخرى من Staphylococcus sp لنفس البلازميد كما في النوع S.hyicus وقـُد أوضـحت دراسـة أن هذا التوكسين(TE) يصـيب الأطفـال حـديثي الـولادة مسـبباً لهـم تقرحات جلدية يسمى Staphylococcal Scaled Skin Syndrome(SSSS) أوRitter disease

أكتشفت بلازميدات من S.aureus تحمل على نفس البلازميد/ البلازميدات بجانب صفات المقاومة للمضادات الحيوية، صفة المقاومة للعناصر الثقيلة كالزئبق والنحـاس والكادميوم Cadmium علاوة على مقاومتة للـ Chloramphenicol، وتم الكشف عن بلازميد pI9789 في سلالات S.aureus مقاوم للعنصر الثقيل الارسينيت Arsenate علاوة على مقاومته لـ Penicillin و Specitomycin وهو ذو وزن جزيئي 19.7Kb.
وكان لبلازميدات الخلايا البكتيرية السالبة لجرام خاصة P.aeruginosa دور في مضمار ضرر الإنسان، بما تحمله من بلازميدات يرجع لها: القدرة المرضية والمقاومة للمضادات الحيوية والعناصر الثقيلة (الزئبق والأرسنيت والكادميوم)، والسموم والإصابة بالفاجات، علاوة على البلازميدات الحاملة لصفة الانتقال والقدرة التزاوجية ونقل لصفة إنتاج السموم. ومما هو جدير بالذكر ارتباط بعض البلازميدات لحملها لعدة صفات مجتمعة على بلازميد واحد مما يزيد من قدرته على إحداث الضرر، خاصة إذا كان من البلازميدات التزاوجية ذات القدرة على الانتقال لخلايا اخرى حساسة من نفس النوع أو من أجناس اخرى ليكسبها صفة المقاومة، وعـليه تتضح خطـورة تواجد أجناس مختلفة مـن البكتيرات في عشيرة واحـدة، وهذا ما نجده في الاصابات المختلطة سواء لاصابات مجرى الدم، التهابات المسالك البولية، جروح مرضى الداء السكري، والحروق.
وقد اكتشف بلازميد RK2 والمسئول عن صفة المدى العائلي في P.aeruginosa وقدرته الانتقالية ومن ثم الثبات في الخلايا المستقبلة من E.coli، بالإضافة إلى جين يُعزى إليه القدرة على بداية الانقسام الثنائي للخلايا.
كما امتدت البحوث لتشمل أجناس بكتيرية أخرى سالبة لجرام E.coli، ووجد انها تحمل بلازميدات متعددة المقاومة لكل من المقاومة للبنسلين، Tetracycline، ampicillin ، Chloramphenicol، erythromycin، nitrofurantoin، Streptomycin، Sulfachlorpyridazine ،Sulfamethoxazole trimethoprim. كما سُجـلت عـزلات مـن E.coli مقاومــة للمـضــاد Fluoroquinolone، Ciprofloxacin، Ampicillin، Cotrimoxazole، Augmentin، Cefuroxime، Ceftazidime.

صورة بالميكروسكوب الالكتروني الماسح لخلايا من E.coli وما تحمله من زوائد قصيرة غير مموجة تسمى بيللي، والاسواط الطويلة المموجة

وهناك اختبار تأكيدي يجرى للكشف عن مقاومة العزلات للمضادات الحيوية المحمولة على بلازميدات، فبعد اجراء عزل البلازميدات والكشف عنها بالهجرة الكهربائية، تُنمى العزلة البكتيرية على بيئة تحتوي على المضاد الحيوي المراد اختبارة، فتنمو فقط العزلة الحاملة لصفة المقاومة للمضاد على البلازميد، دون الاخرى التي لا تمتلك للبلازميد المعين.

استطاعت سلالة من E. coli DH5α التي تمتلك بلازميد pAMP الحامل لصفة المقاومة للمضاد امبسيللين النمو على البيئة (اليمين)، في حين فشلت نفس السلالة E. coli DH5α ، التي لا تمتلك بلازميد pAMP ، في النمو على البيئة المحتوية على امبسيللين (اليمين). استطاعت سلالة من E. coli DH5α التي تمتلك بلازميد pKAN الحامل لصفة المقاومة للمضاد كاناميسين النمو على البيئة (اليمين)، في حين فشلت نفس السلالة E. coli DH5α ، التي لا تمتلك بلازميد pKAN ، في النمو على البيئة المحتوية على الكاناميسين (اليسار(
تم الكشف عن امتلاك عزلات من E.coli لبلازميدات M13 حاملة لجينات مسئولة عن صفة المدى العائلي الواسع والإصابة بالبكتيريوفاج، وأنتاج البكتيريوسين " Colicin" وبلازميدات ترجع لها صفة المقاومة لعنصري النحاس والارسنيك، علاوة على البلازميدات التزاوجية، تلك التي تمتلك لنظام ناقل، بالاضافة إلى حملها لجينات مقاومة متعددة، أو أية صفات أخرى تضر بالإنسان، فإن ذلك الذي يؤهلها لنقل DNA بين الأنواع غير المتقاربة .

صورة بالميكروسكوب الالكتروني النافذ تظهر التزاوج بين سلالات من E. coli(TEM x27,700)

كما سُجلت بلازميدات في انواع بكتيرية اخرى ممرضة للانسان سالبة لجرام ترجع لها Haemophilus influenzae مـقاومـة لعـنصـر الـزئبــق.

صورة بالميكروسكوب الالكتروني النافذ لخلايا بكتيرية من Haemophilus influenzae

ومن ضراوة البلازميدات فقد وُجد أن أغلب حالات الوفيات الناتجة عن الإصابة بداء الذئبة Systemic Lupus erythematosus (SLE), والمتسبب عن النوع البكتيري Ac.baumannii, حيث يُعزى ضراوة هذه البكتيره إلى امتلاكها لبلازميد يقوم بتشفير metallo-ß-lactamaseوالذي قد يؤثر على فعالية عمل المضادات الحيوية التي يدخل في تركيبها حلقة البيتا لاكتام ومنها penicillins, cephalosporins, rifampicin, tetracyclines, , ومن ثمَّ ترجع إلى هذا البلازميد المقاومة للمضادات الحيوية.

الإصابة بداء الذئبة Systemic Lupus erythematosus (SLE)، والمتسبب عن النوع البكتيري Ac.baumannii

صورة بالميكروسكوب الالكتروني الماسح لخلايا بكتيرية للنوع Acinetobacter baumannii

وقد نجحت العديد من الدراسات في اثبات حدوث التزاوج الجنسي في نقل صفات وراثية من خلال اتصال خلية لأخرىcontact cell to cell، أحد هذه الصفات نقل صفة المقاومة للمضادات الحيوية من سلالة مقاومة إلى أخرى حساسة، منها على سبيل المثال لا الحصر: نقل صفة المقاومة لكل من Sulfamethoxazole, trimethoprim, tetracycline, chloromphenicol من E. coli المعزولة من UTI إلى سلالة E. coli أخرى مستقبلة، حيث أظهرت الخلايا الناتجة عن التزاوج Transconjugants مقاومة لهذه المضادات، كما نُقلت صفة المقاومة لـ ciprofloxacin من E. coli إلى سلالة E. coli أخرى مستقبلة حساسة له، وفي محاولة أخرى ناجحة لنقل صفة المقاومة لكل من streptomycin, sulfonamide من البكتيرات السالبة لجرام E. coliإلى أخرى موجبة Streptomyces lividans, Mycobacterium smegmatis، في نقل المقاومة لكل من وهي تعتبر أول حالة مسجلة للنقل التزاوجي بين البكتيرات السالبة والموجبة لجرام.
وهنا نجد أن البلازميدات البكتيرية وجهان لعملة واحدة، الأولى وجه خير للإنسان والوجه الآخر ينم بالشر والضُر له.

مواضيع ذات صلة

Future Perspectives of Biofuels and Biotechnology

Biobutanol

Ethanol Production from Biomass

Improved Production of Corn Ethanol

Application of Biotechnology Tools to Biofuels Processes

Biodiesel

Production of The Major Biofuels

Introduction to Biofuels

Receptor-Based Sensors

Whole Cell Biosensors

Evanescent Wave Biosensors

Optical Biosensors