ژن‌های-مقاومت-آنتی‌بیوتیکی

نقش خاک در گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی

خاک **نقش** بسیار بزرگ‌تری در گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی دارد از آنچه تصور می‌شود. به طرز شگفت‌انگیزی، زمین زیر پای ما پر از ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی (ARGs) است — کدهای کوچکی که به باکتری‌ها اجازه می‌دهند تا در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاومت کنند. فعالیت‌های انسانی، مانند آلودگی و تغییرات در استفاده از زمین، می‌توانند اکوسیستم‌های خاک را مختل کنند و انتقال ژن‌های مقاومت از باکتری‌های خاک به انسان‌ها را آسان‌تر کنند. جینگکیو لیاو، استادیار مهندسی عمران و محیط زیست، در تلاش است تا بفهمد چگونه باکتری‌های خاک به مسئله جهانی رو به رشد مقاومت آنتی‌بیوتیکی کمک می‌کنند، از طریق مطالعه‌ای که به تازگی در نشریه Nature Communications منتشر شده است. یافته‌های تیم او نشان می‌دهد که وقتی باکتری‌ها این ژن‌های مقاوم را به دست می‌آورند، می‌توانند به سرعت به گونه‌های دیگر نیز منتقل شوند و این موضوع به یک تهدید جدی برای سلامت عمومی تبدیل می‌شود. درک این الگوها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا راه‌هایی برای کنترل گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیدا کرده و سلامت انسان را حفظ کرده و کارایی آنتی‌بیوتیک‌ها را برای نسل‌های آینده تضمین کنند.

چرا مقاومت آنتی‌بیوتیکی در خاک اهمیت دارد

خاک تنها یک توده خاک نیست — بلکه یک اکوسیستم پرجنب و جوش پر از باکتری‌ها است. برخی از این باکتری‌ها به‌طور طبیعی ARGها را حمل می‌کنند که به آن‌ها کمک می‌کند تا در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها مقاومت کنند. در حالی که این موضوع در ابتدا ممکن است چندان مهم به نظر نرسد، اما زمانی که این ARG ها به باکتری‌های مضر که انسان‌ها را آلوده می‌کنند، منتقل شوند، خطرناک می‌شود. یکی از این باکتری‌ها لیستریا مونوستوژنز است. این موجود خاکی می‌تواند به زنجیره غذایی راه یابد و باعث بیماری جدی به نام لیستریوز شود. برای افرادی که سیستم ایمنی ضعیفی دارند، لیستریوز می‌تواند کشنده باشد و نرخ مرگ و میر آن به ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌رسد. به دلیل توانایی‌اش در گسترش ARG ها و آلوده کردن انسان‌ها، لیستریا مدل مهمی برای مطالعه چگونگی توسعه مقاومت آنتی‌بیوتیکی در خاک و گسترش آن به سایر محیط‌ها است.

لیا گفت: “خاک یک مخزن مهم باکتری‌های مقاوم و ARG ها است. عوامل محیطی می‌توانند ARG ها را با ایجاد شرایطی که بقا، گسترش و تبادل این ژن‌ها را در میان باکتری‌ها ترویج می‌کند، تقویت کنند. مکانیسم‌های اکولوژیکی و تکاملی که زیرساخت‌های دینامیک ARG ها در خاک‌ها را تشکیل می‌دهند، هنوز به‌طور کافی بررسی نشده‌اند. در این پروژه، از لیستریا به عنوان یک مدل کلیدی برای درک ظهور و توسعه ARG ها در خاک‌ها استفاده می‌کنیم.”

تصویری نزدیک از خاک غنی با میکروارگانیسم‌های مختلف که در آن قرار دارند.
این تصویر نشان‌دهنده زندگی میکروبی در بافت خاک است که نقش مهمی در مقاومت آنتی‌بیوتیکی دارد.

استفاده از لیستریا برای مطالعه مقاومت

تیم لیا شامل چندین دانشجو و همچنین:

📢 اگر عاشق علم هستید و نمی‌خواهید هیچ مقاله‌ای را از دست بدهید…

به کانال تلگرام ما بپیوندید! تمامی مقالات جدید روزانه در آنجا منتشر می‌شوند.

📲 عضویت در کانال تلگرام
پاپ‌آپ اطلاعیه با اسکرول
  • یین-شیان گو، دانشجوی دکترا و نویسنده اصلی
  • امی پرودن، استاد ممتاز دانشگاه، مهندسی عمران و محیط زیست
  • لی-آن کرومتیس، استاد مهندسی سیستم‌های زیستی
  • هایلونگ ژانگ، استادیار فناوری اطلاعات کسب و کار
  • مونیکا پوندر، استاد علوم و فناوری غذا

این محققان به همکاری خود ادامه خواهند داد تا تجزیه و تحلیل‌های جامع ژنتیک جمعیت و اکولوژیکی را بر روی این مجموعه داده‌های ملی انجام دهند. این پروژه که بر اساس تحقیقات قبلی گروه بنا شده است، توسط مرکز پاتوژن‌های نوظهور، زئونوتیک و منتقل‌شده توسط بندپایان با یک گرنت بین‌رشته‌ای در ویرجینیا تک تأمین مالی می‌شود.

نقش کلیدی دانشگاه ویرجینیا تک در تحقیقات مقاومت آنتی‌بیوتیکی

لیا و گفت: “دانشگاه ویرجینیا تک نقش مهمی در حمایت و تسهیل این تحقیقات ایفا کرده است. تعهد این دانشگاه به تحقیقات بین‌رشته‌ای، محیطی را ایجاد می‌کند که نوآوری را الهام می‌بخشد و تحقیقات تأثیرگذاری مانند این را ترویج می‌کند.”

تصویری از انتقال باکتری‌های مقاوم آنتی‌بیوتیک از خاک به منابع غذایی انسانی.
این تصویر به خطرات ناشی از انتقال باکتری‌های مقاوم به انسان از طریق خاک اشاره دارد.

برای یافته‌های منتشر شده در Nature Communications، اعضای تیم نزدیک به 600 ژنوم لیستریا را از نمونه‌های خاکی که لیاو در یک مطالعه قبلی، منتشر شده در Nature Microbiology، جمع‌آوری کرده بود، تحلیل کردند. آن‌ها پنج نوع اصلی از ARGها را از سرتاسر ایالات متحده شناسایی کردند. این مطالعه همچنین نشان داد که ARGها چگونه بین باکتری‌ها گسترش می‌یابند. فرآیندی به نام تبدیل (Transformation) به باکتری‌ها اجازه می‌دهد که قطعات آزاد DNA حاوی ARGها را از محیط اطراف خود جذب کنند. هنگامی که یک باکتری این ژن‌ها را به دست می‌آورد، می‌تواند آن‌ها را به دیگران منتقل کند – حتی به گونه‌های مختلف. این اشتراک سریع ژن‌های مقاومت یکی از دلایل اصلی چالش‌برانگیز بودن مشکل مقاومت آنتی‌بیوتیکی است.

تیم تحقیقاتی بر روی لیستریا تمرکز دارد زیرا این باکتری تنها یک باکتری خاکی نیست، بلکه نقش کلیدی در درک مقاومت آنتی‌بیوتیکی ایفا می‌کند. مطالعه چگونگی گسترش ARGها در باکتری‌های خاکی مانند لیستریا به دانشمندان بینش‌های ارزشمندی در مورد چگونگی توسعه و انتقال مقاومت در اکوسیستم‌ها می‌دهد. لیاو گفت: “اگرچه مقاومت در موارد بالینی لیستریا در حال حاضر پایین است، این باکتری‌ها به طور طبیعی در برابر چندین آنتی‌بیوتیک مقاومت دارند و نشان‌دهنده افزایش مقاومت در برابر دیگر آنتی‌بیوتیک‌ها هستند. این موضوع لیستریا را به یک مدل مناسب برای پیگیری توسعه ARG قبل از آنکه به یک مشکل بالینی گسترده تبدیل شود، تبدیل می‌کند.”

چگونگی تأثیر خواص خاک و استفاده از زمین بر گسترش ARG

این مطالعه همچنین به این نکته اشاره کرد که خواص خاک و استفاده از زمین می‌تواند بر گسترش ARGها تأثیر بگذارد. به عنوان مثال:

تصویری از یک تیم محقق در حال مطالعه نمونه‌های خاک در آزمایشگاه.
تحقیقات علمی در زمینه مقاومت آنتی‌بیوتیکی که در آزمایشگاه انجام می‌شود.
  • خاک‌های غنی از آلومینیوم تنوع بیشتری از ARGها را تشویق می‌کنند، احتمالاً به این دلیل که باکتری‌ها را تحت فشار قرار می‌دهند و باعث می‌شوند که آن‌ها بیشتر تمایل به حفظ ژن‌های مقاومت داشته باشند.
  • خاک‌های غنی از منیزیم تنوع ARGها را کاهش می‌دهند، احتمالاً با کاهش رقابت بین باکتری‌ها.
  • منطقه‌های جنگلی معمولاً دارای ARGهای بیشتری هستند، احتمالاً به این دلیل که حیات وحش به طور طبیعی این ژن‌ها را به محیط معرفی می‌کند.
  • از سوی دیگر، مزارع کشاورزی می‌توانند ترکیب خاک و جوامع میکروبی را تغییر دهند و بر تنوع ARG در باکتری‌هایی مانند لیستریا تأثیر بگذارند.

برای خانوارها، مهم است که افراد از فعالیت‌هایی که ممکن است شرایط خاک را مختل کند، مانند دفع نادرست زباله‌ها که ممکن است باعث آلودگی فلزی شود، خودداری کنند. لیاو گفت که حفظ شیوه‌های بهداشتی خوب پس از تماس با خاک، مانند پس از باغبانی، به دلیل احتمال وجود ARGها و باکتری‌های مقاوم نیز مهم است.

با نشان دادن چگونگی گسترش ARGها و چگونگی تأثیر عوامل محیطی بر این فرآیند، مطالعه لیاو اهمیت حفاظت از اکوسیستم‌های طبیعی را برجسته می‌کند. حفظ سلامت خاک نه تنها برای محیط زیست مفید است، بلکه برای آینده مراقبت‌های پزشکی ما حیاتی است. بر اساس این تحقیقات، لیاو امیدوار است که استراتژی‌های جدیدی برای کنترل مقاومت آنتی‌بیوتیکی پیدا کند و اطمینان حاصل کند که آنتی‌بیوتیک‌ها در درمان عفونت‌ها در سال‌های آینده مؤثر باقی بمانند.

لیا و گفت: “ایجاد درک بنیادی از عوامل اکولوژیکی این باکتری‌ها در خاک می‌تواند به ما کمک کند تا بهتر ظهور، تکامل و گسترش مقاومت آنتی‌بیوتیکی را درک کنیم. این یک تهدید فوری و جهانی برای سلامت عمومی است.”

مقاله های شبیه به این مقاله

بیشتر بخوانید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *