الكركم والراوند يواجهان البكتيريا المقاومة في مياه الصرف الصحي

• باحثون يختبرون الكركمين والإيمودين لمحاربة مقاومة المضادات الحيوية

عندما يتناول الإنسان مضادات حيوية، يُطرح جزء من الجرعة عبر البول والبراز، لتصل في النهاية إلى مياه الصرف الصحي. هذه الجرعات المنخفضة تتيح للبكتيريا فرصة التكيّف والتطوّر، مما يعزز مقاومتها للمضادات الحيوية.

اكتشف باحثون في محطة معالجة مياه الصرف في مدينة لوغان بولاية يوتا، سلالات متعددة المقاومة لأدوية من أنواع بكتيرية لا تُعدّ عادةً خطيرة على الأصحاء، لكنها قد تنقل جينات المقاومة إلى بكتيريا أشد خطورة، مثل الإشريكية القولونية.

ولتقييم سبل مكافحتها، قام العلماء باختبار مركبات طبيعية يمكن إضافتها إلى عمليات معالجة المياه، بهدف تقليل قدرة البكتيريا على تطوير المقاومة. وأظهر مركبان فعالية ملحوظة: الكركمين المستخرج من الكركم، والإيمودين المستخرج من الراوند.

وقال الدكتور ليوان “جوانا” هو، من جامعة ولاية يوتا والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في دورية Frontiers in Microbiology: “بدون تحسين المعالجة، قد تتحول مياه الصرف إلى أرض خصبة للبكتيريا الخارقة، التي يمكن أن تتسلل إلى مصادر المياه مثل الأنهار والبحيرات والخزانات، مسببة مخاطر محتملة على الصحة العامة.”

وأضاف: “كان هدفنا عزل البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة، وتحليل آليات مقاومتها من خلال تسلسل الجينوم الكامل، وتقييم فعالية المركبات الطبيعية كاستراتيجيات بديلة.”

مقاومة متزايدة ومخاطر كامنة

تتطور مقاومة المضادات الحيوية عندما تُصاب البكتيريا بجرعات دون المستوى الكافي للقضاء عليها، فتبقى على قيد الحياة وتطوّر مقاومة. وعندما تُصيب هذه البكتيريا إنسانًا، قد لا يكون العلاج المعتاد فعالًا، مما يفاقم خطورة العمليات الجراحية أو العدوى.

بعض السلالات تُظهر مقاومة لعدة مضادات، ويتم علاجها بأدوية “الملاذ الأخير” مثل الكولستين. ومع ذلك، وجد الفريق البحثي أن بعض العينات التي جُمعت من محطة معالجة المياه في لوغان أظهرت مقاومة حتى لهذا الدواء، ما يعزز الحاجة المُلّحة لتقليل الاعتماد على المضادات الحيوية والبحث عن بدائل.

استخدم العلماء مضادًا حيويًا يُدعى السلفاميثوكسازول لتحديد تسع سلالات مقاومة، واختبروها لاحقًا ضد مجموعات متعددة من المضادات الحيوية. كما خضعت هذه السلالات لتسلسل الجينوم الكامل، ما سمح بتحديد كل من هوية البكتيريا والجينات المسؤولة عن مقاومتها.

أظهرت سلالة واحدة – U2 – تنوعًا كبيرًا في جينات المقاومة، وكانت مقاومة لجميع المضادات الحيوية التي خضعت للاختبار.

بكتيريا نادرة لكن مثيرة للقلق

تمثلت السلالات المكتشفة في أنواع من البكتيريا الدقيقة، والبكتيريا الكريسوباكتيرية، والبكتيريا اللاكتوكوكسية، والبكتيريا النفسية. ورغم أنها لا تُعد عادة من مسببات الأمراض الأكثر خطورة، إلا أن وجودها في البيئة ليس بالأمر البسيط.

قال هو: “بعض هذه البكتيريا ترتبط بعدوى انتهازية مثل الالتهاب الرئوي لدى المرضى ضعيفي المناعة. كما يمكن أن تعمل كمستودعات بيئية لجينات المقاومة، ناقلةً إياها إلى بكتيريا أخرى أكثر خطورة.”

مركبات طبيعية لمواجهة البكتيريا الخارقة

اختبر العلماء 11 مركبًا طبيعيًا بتركيزات مختلفة، شملت: البربارين، الكلورفلافونين، الكريسين، الكركمين، الإيمودين، الهسبيريدين، النارينجين، الكيرسيتين، الريسفيراترول، الروتين، و2-هيدروكسي فلافون. وتم تحليل تأثير هذه المركبات على نمو الخلايا، وتكوين الأغشية الحيوية، ومستوى النشاط البكتيري.

أوضح هو أن اختيار هذه المركبات استند إلى دراسات سابقة أثبتت خصائصها المضادة للميكروبات والأغشية الحيوية، بالإضافة إلى وفرتها الطبيعية.

وأظهرت النتائج أن الكركمين والإيمودين كانا الأكثر فاعلية في تثبيط نمو الخلايا وتشكيل الأغشية الحيوية. كما خفض الكركمين والجرعات العالية من الإيمودين من نشاط الخلايا، في حين أدت الجرعات المنخفضة من الإيمودين إلى تحفيز نشاط بعض السلالات.

ومع ذلك، أظهرت البكتيريا سالبة الجرام، مثل الكريسوباكتيريوم، مقاومة لجميع هذه المركبات.

البحث مستمر

قال هو: “بينما تُظهر المركبات الطبيعية مثل الكركمين والإيمودين نتائج واعدة ضد البكتيريا موجبة الجرام المقاومة، إلا أن الطريق لا يزال طويلاً.”

وأضاف أن الدراسات المستقبلية يجب أن تشمل اختبار هذه المركبات في بيئات مياه صرف معقدة، واستكشاف التآزر بينها وبين تقنيات المعالجة الحالية، وتقييم تأثيراتها على المدى الطويل على المجتمعات الميكروبية وديناميكيات المقاومة. كما شدّد على أهمية التوسّع من التجارب المخبرية إلى التجارب التطبيقية لتقييم السلامة والجدوى البيئية.