علاقة الأغشية الحيوية Biofilm بالأمراض

يكون للأغشية الحيوية علاقة بالأمراض الناتجة عن الاصابات والتي تكون أكثر خطورة في الاشخاص معلولي المناعة والتي تتطور ببطء محدثة اعراض بسيطة تكون مستودع لإصابات خطيرة ويكون ذلك متعلقا بإحدى آليات الآتية :

•        انفلات خلايا من تجمعات الأغشية الحيوية الموجودة على الادوات والوسائل الطبية مؤدية الى امراض مختلفة في اجهزة الجسم.

•        انتاج السموم الداخلية.

•        المقاومة للجهاز المناعي.

•        تهيئة بيئة ملائمة لتكاثر الخلايا وحصول تبادل البلازميدات والعناصر الوراثية الاخرى.

ففي الحالة الأولى فان الخلايا يمكنها الانفلات من الأغشية نتيجة التكاثر والانقسام التي تحدث ببطيء ويمكن ان تهرب مجموعة من الخلايا، فزيادة قوى القس والرج على الأغشية يؤدي الى تآكلها وانفلات الخلايا منها، كما ان انتاج الخلايا للـ AHLs فهو بالإضافة الى انه يشارك في بناء الأغشية الحيوية الا انه يساعد أيضاً في انفلات الخلايا، والخلايا الهاربة يمكن ان تسبب اصابة جديدة او اصابة في مكان آخر.

وفي الحالة الثانية فان الخلايا السالبة لصبغة كرام الموجودة في الأغشية تنتج السموم الداخلية وتؤدي الى حث الاستجابة المناعية للمرضى.

ومقاومة الجهاز المناعي تعد احد جوانب الامراضية لوجود الأغشية الحيوية فمثلا الطبقة الخارجية المخاطية للبكتريا Staph . epidermidis تتداخل مع عملية الابتلاع من قبل الخلايا المبتلعة الكبيرة  Macrophages وان Opsonic antibodies في حالة التحوصل الليفي تفشل في التوسط في عملية الابتلاع والتخلص من البكتريا المطمورة داخل الغشاء الحيوي. كما ان خلايا الأغشية الحيوية تكون مقاومة للقتل بمركبات الاوكسجين الفعالة المنتجة من قبل Polymorphonuclear leukocytes.

وفي داخل الأغشية الحيوية تتبادل الخلايا البلازميدات ومنها بلازميدات المقاومة ويساعد في عملية الاقتران القرب المكاني للمستعمرات الصغيرة الموجودة داخل الأغشية الحيوية والذي يكون أكثر من كون الخلايا نامية بشكل عالق. ففي البكتريا Pseudomonas وجد ان معدل الاقتران يكون 2-10 في الأغشية الحيوية اما في حالة النمو بشكل عالق فيكون معدل الاقتران 7-10 وهذا ما يفسر انتشار الاحياء المقاومة في المستشفيات. وحالات الاقتران هذه تحصل في الأغشية المجردة في الفم.

اما في البيئة الموجودة فيها الخلايا داخل الأغشية فتكون مقاومة للمعادن الثقيلة مثل الفضة والنحاس وغيرها، وتوجد العديد من الاحياء التي تغطي سطوح المعادن وهذه تستغل في العمليات البيئية المتعلقة بالمعادن الثقيلة وتعدينها .

والأدوات الطبية المصنوعة من المعادن يمكن ان تغطى بالأغشية الحيوية ولذلك فالمحاولات جارية للتلاعب بنوعية المعادن وانتاج ادوات وأنابيب ذات مواصفات خاصة لا تسمح بتكوين الأغشية الحيوية، وذلك لان عمليات التعقيم والتنظيف أصبحت غير مجدية وأخيرا تم التركيز على استعمال المواد القاتلة المؤكسدة والتنظيف الآلي. ويمكن ان تثمر هذه الجهود فيما اذا اقرنت بوسائل اخرى ومنها :

•        منع تلوث الأدوات.

•        منع التصاق الخلايا الميكروبية الأول للأدوات.

•        ايجاد مواد تنفذ داخل الأغشية وتقتل الخلايا.

•        التخلص من الادوات الملوثة او الاعتماد على وسائل تستعمل لمرة واحدة.

وقد استعملت وسائل اخرى منها استعمال الامواج فوق الصوتية Ultrasonic ، واستعمال الانزيمات مثل استعمال Alginate lyase لتفكيك الالجينات والسماح للمضادات بالنفاذ والوصول الى الخلايا الموجودة فيها.

ومن الامكانيات الاخرى التي يمكن استغلالها AHLs الذي يشارك في بناء الأغشية الحيوية وكذلك انفلات الخلايا منها. وهو احد مكونات تحسس الزحام وذلك بأحداث اضطراب في نظام تحسس الزحام. كما يمكن تشخيص الجينات العاملة لتخليق الأغشية خاصة في البداية ومنع انتساخها وبالتالي منع تكوين الأغشية اي التعرف على الأغشية الحيوية على المستوى الوراثي. ولذلك فعند ظهور الاصابات عصية العلاج بالمضادات الحيوية وعصية على دفاعات الجسم، لابد من النظر الى الناحية الوراثية. وعند تطوير لقاحات للممرضات العصية يجب استعمال النمط المظهري للخلايا الموجودة في الأغشية الحيوية واستعمالها عند تطوير مضادات حيوية جديدة.

ومن التراكيب الاخرى التي توجد فيها الخلايا هي التراكيب الصفائحية Lamina وهي تراكيب تحتوي صف من الخلايا، والقديمة منها تحتوي على صفين او أكثر من الخلايا التي توجد بينها كميات كبيرة من المواد الرابطة وتكون الخلايا مرتبة بشكل عمودي. وهذه التراكيب لا تلتصق بالزجاج او السطوح البلاستيكية وانما تستقر في قعر الدوارق او تطفو عندما تكون الدوارق مهزوزة.

اما الجيوب Packets فتكون على شكل تراكيب كروية وتطمر داخلها الخلايا وتكون حاوية على المواد المالئة ويصل قطرها الى 10 خلية او أكثر وتكون مقاومة للتدمير الآلي او العوامل الكيماوية ولا تسمح بمرور المضادات الحيوية لتصل الى الخلايا، وربما كانت هذه التراكيب مهمة لتأقلم الخلايا مع البيئات القاسية، ويمكن استعمال الهندسة الوراثية لغرض تغيير التركيب التي تتجمع فيها الخلايا لاستعمالها في المفاعلات الحيوية التي يكون الجريان فيها سريع، او التي يحدث فيها تذبذب كبير في الظروف مثل الحرارة والأرقام الهيدروجينية لتوفير وسائل تساعد في زيادة انتاجية التصنيع الحيوية.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .