تعد مقاومة مضادات الميكروبات واحدة من أكبر التهديدات للصحة العالمية. في عام 2019 وحده، توفي ما يقدر بنحو 1.27 مليون شخص في جميع أنحاء العالم بسبب العدوى المقاومة للمضادات الحيوية، ومن المتوقع أن يرتفع هذا العدد إلى 10 ملايين سنويًا بحلول عام 2050 إذا لم يتم العثور على مضادات حيوية جديدة. لقد تم الإفراط في استخراج المصادر التقليدية للمضادات الحيوية، مثل بكتيريا التربة، مما أدى إلى إعادة اكتشاف محبطة للمركبات المعروفة. وقد حفز هذا الباحثين على استكشاف مناطق مجهولة للميكروبات المنتجة للمضادات الحيوية، بما في ذلك الينابيع الحرارية الساخنة.
مجتمعات معقدة
تمثل الحمامات الرومانية، الغارقة في التاريخ والتي اشتهرت منذ العصور القديمة بخصائصها الطبية المزعومة، آفاقًا مثيرة للاهتمام. تغذيها مياه نبع الملك عند درجة حرارة دافئة تبلغ 42 درجة مئوية (107.6 درجة فهرنهايت)، وتتدفق المياه إلى الحمام الكبير حيث تبرد إلى حوالي 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت). تدعم هذه المياه الدافئة الغنية بالمعادن مجتمعات معقدة من البكتيريا والعتائق (كائنات وحيدة الخلية تختلف عن البكتيريا)، والتي لا يوجد الكثير منها في أي مكان آخر على الأرض.
أوضحت زوفيا ماتيجاسزكيويتز، المؤلفة المشاركة في الدراسة، مديرة المجموعات في الحمامات الرومانية، في بيان لها: «لقد زار الناس الينابيع في باث منذ آلاف السنين، حيث كانوا يتعبدون فيها ويستحمون ويشربون المياه على مر القرون. حتى في العصر الفيكتوري، استخدم مركز علاج السبا في باث مياه الينابيع الطبيعية لخصائصها العلاجية المتصورة في جميع أنواع الاستحمام والحمامات والعلاجات. ومن المثير حقًا أن نرى بحثًا علميًا متطورًا مثل هذا يحدث هنا، على موقع يحتوي على الكثير من القصص التي يمكن سردها».
الكنز الميكروبي
ولرسم خريطة لهذا الكنز الميكروبي، جمع الباحثون عينات من الماء والأغشية الحيوية الشبيهة بالحمأة والرواسب من King’s Spring وGreat Bath. بالعودة إلى المختبر، قاموا باستخراج الحمض النووي من هذه العينات وتسلسله لتحديد أنواع الميكروبات الموجودة، وحاولوا أيضًا زراعة مزارع نقية من البكتيريا المثيرة للاهتمام.
كشف تحليل الحمض النووي غير المسبوق، الذي نُشر في مجلة The Microbe، عن اختلافات صارخة بين King’s Spring وGreat Bath الأكثر برودة. كان يهيمن على نبع الملك الأكثر سخونة العتائق المحبة للحرارة، في حين فضل الحمام العظيم البكتيريا الأكثر شيوعًا. كانت الأغشية الحيوية والرواسب من كلا الموقعين تؤوي تنوعًا مذهلاً من البكتيريا، بعضها يمثل مجموعات جديدة تمامًا من الكائنات الحية.
كان من المثير للاهتمام بشكل خاص أعضاء شعبة الأكتينوباكتريا والميكسوكوكوتا، المعروفة بأنها منتجة غزيرة لمركبات المضادات الحيوية. على الرغم من أنها ليست وفيرة بشكل عام، فقد تم اكتشاف العديد من الأجناس الجديرة بالملاحظة من هذه المجموعات، مما يشير إلى إمكانات المضادات الحيوية غير المستغلة.
ضد الأمراض
ومن المثير أنه عندما اختبر الباحثون عزلاتهم البكتيرية ضد مسببات الأمراض الخطيرة، بما في ذلك مجموعة ESKAPE سيئة السمعة (المكورات المعوية البرازية، والمكورات العنقودية الذهبية، والكلبسيلا الرئوية، والراكدة البومانية، والزائفة الزنجارية، والأنواع المعوية)، أظهرت 15 سلالة نشاطًا قويًا وواسع النطاق للمضادات الحيوية. والمثير للدهشة أن هذه لم تكن المشتبه بهم المعتادين من البكتيريا الشعوية، بل كانت مجموعات أقل استكشافًا مثل الزائفة والمكورات المعوية.
كان أحد أبرز السلالات المرتبطة بـ Clostridium swellfunianum، والذي يثبط بقوة العديد من مسببات الأمراض سلبية الجرام التي يصعب علاجها عندما تنمو عند درجة الحرارة الدافئة المفضلة لها والتي تبلغ 45 درجة مئوية (113 درجة فهرنهايت). تؤكد هذه النتيجة على أهمية دراسة البكتيريا في ظروف تحاكي بيئاتها الطبيعية لاستخراج إمكاناتها الكاملة لإنتاج المضادات الحيوية.
يخطط الباحثون لمواصلة التنقيب في منجم الذهب الميكروبي هذا من خلال التسلسل الكامل للجينومات الخاصة بعزلاتهم الواعدة، إضافة إلى الجينومات الجماعية (الميتاجينومات) للمجتمع الميكروبي بأكمله. وهذا سيسمح لهم بتحديد الجينات والمسارات المحددة المسؤولة عن إنتاج المضادات الحيوية، مما يمهد الطريق لاكتشاف مركبات جديدة حقًا.
تهديد الصحة
وقال الدكتور لي هوت، المحاضر في العلوم الطبية الحيوية بجامعة بليموث، في بيان «هذا بحث مهم حقًا، ومثير للغاية. من المسلم به أن مقاومة مضادات الميكروبات هي واحدة من أهم التهديدات التي تهدد الصحة العالمية، ويتسارع البحث عن منتجات طبيعية جديدة مضادة للميكروبات. لقد أظهرت هذه الدراسة لأول مرة بعض الكائنات الحية الدقيقة الموجودة داخل الحمامات الرومانية، وكشفت عنها كمصدر محتمل لاكتشاف مضادات الميكروبات الجديدة. ليس هناك مفارقة بسيطة في حقيقة أن مياه الحمامات الرومانية كانت تُعتبر منذ فترة طويلة لخصائصها الطبية، والآن، بفضل التقدم في العلوم الحديثة، قد نكون على وشك اكتشاف أن الرومان وغيرهم منذ ذلك الحين كانوا على حق».
– تقدم دراسة الحمامات الرومانية أدلة دامغة على أن الينابيع الحرارية الساخنة هي أرض خصبة لاكتشاف المضادات الحيوية.
– بينما نواصل خسارة سباق التسلح ضد الجراثيم المقاومة للأدوية، فإن هذه المياه القديمة يمكن أن تحمل المفتاح لتطوير المضادات الحيوية في المستقبل.
– قد يكون علاج الوباء القادم كامنًا في أحواض المياه الساخنة في الطبيعة، في انتظار اكتشافه.