قد يؤدي تطهير المياه دون المستوى المطلوب إلى تعزيز انتشار مقاومة المضادات الحيوية عن غير قصد

قد يؤدي تطهير المياه دون المستوى المطلوب إلى تعزيز انتشار مقاومة المضادات الحيوية عن غير قصد

تظهر الدراسة أن الضغوطات البيئية لا تقتل البكتيريا فحسب؛ ويمكنهم أيضًا تهيئة الخلايا الباقية للتعامل مع جينات المقاومة بكفاءة أكبر، مما يثير المخاوف بشأن انتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في المجاري المائية.

من المعروف الآن أن الجينات المقاومة للمضادات الحيوية والبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية هي ملوثات بيئية ناشئة، يتم اكتشافها عادة في الأنهار والبحيرات ومياه الصرف الصحي وحتى المحيطات. توفر الأنظمة المائية الظروف المثالية لبقاء جينات المقاومة وتفاعلها وانتشارها بين الكائنات الحية الدقيقة. تتبادل البكتيريا المواد الوراثية من خلال نقل الجينات الأفقي، بما في ذلك التحول، وهي عملية تمتص فيها الخلايا الحمض النووي الحر مباشرة من بيئتها. وعلى الرغم من أنه من المعروف أن التحول يساهم في انتشار المقاومة، إلا أن سلوكه في ظل الضغوط البيئية الواقعية - مثل التطهير غير الكامل - غير مفهوم بشكل جيد. تعتمد معالجة المياه الحديثة بشكل متزايد على الأكسدة المتقدمة والتقنيات المعتمدة على الضوء. ومع ذلك، يمكن أن تؤدي التقلبات في كفاءة المعالجة إلى بقاء البكتيريا على قيد الحياة ولكنها متوترة وغير معطلة تمامًا. إن فهم كيفية تأثير هذه الظروف المميتة على انتقال ARG أمر بالغ الأهمية لحماية الصحة العامة.

دراسة (DOI:10.48130/biocontam-0025-0017) نشرت فيملوث حيويفي 8 ديسمبر 2025، أظهر فريق تايتشنغ آن، جامعة قوانغدونغ للتكنولوجيا، أن تطهير المياه دون المستوى المميت يمكن أن يؤدي عن غير قصد إلى تسريع انتشار مقاومة المضادات الحيوية من خلال تعزيز امتصاص جينات المقاومة في البكتيريا الباقية على قيد الحياة.

باستخدام نظام التحفيز الضوئي دون المميت (Sub-PC) لمحاكاة تطهير المياه غير الكامل، بحثت هذه الدراسة بشكل منهجي في كيفية تأثير الإجهاد التأكسدي على تحويل ARGs. اثنين من السلالات المتلقية الحساسة للمضادات الحيوية،الإشريكية القولونيةDH5α والإشريكية القولونيةتعرض HB101 لظروف الكمبيوتر الفرعي وتم تقييمه من أجل التعطيل البكتيري واستجابات الإجهاد الفسيولوجي وامتصاص ARG باستخدام البلازميد الذي يحمل جين مقاومة الأمبيسيلين (amp). مع التعرض المتطابق للكمبيوتر الشخصي الفرعي، انخفضت الوفرة البكتيرية تدريجيًا بحوالي 2 لوغاريتم بعد 120 دقيقة، ومع ذلك ظل ما يقرب من 10٪ من الخلايا قابلة للحياة، وهو ما يمثل مجموعة كافية لنقل الجينات الأفقي عن طريق التحول. وفقًا لذلك، زادت مستويات أنواع الأكسجين التفاعلي داخل الخلايا (ROS) بشكل ملحوظ في المرحلة المبكرة (0-60 دقيقة)، لتصل إلى ثلاثة إلى أربعة أضعاف القيمة الأساسية، في حين تم تحفيز إنزيمات الكاتالاز المضادة للأكسدة (CAT) وأكسيد ديسموتاز الفائق (SOD) بقوة، مما يشير إلى تنشيط الدفاعات ضد الإجهاد التأكسدي. مع تقدم العلاج، أدى الضرر المفرط إلى انخفاض في مستويات ROS وCAT وSOD، والتي ارتبطت بتحلل الخلايا وتسربها. بعد امتصاص البلازميد، أظهرت المحولات المقاومة للأمبيسيلين زيادة في الثبات تحت الكمبيوتر الفرعي وأظهرت فقط انخفاضًا في الوفرة بمقدار سجل واحد تقريبًا، مما يدعم فكرة أن اكتساب ARG يحسن تحمل الإجهاد. وكشفت تجارب التحسين أن التحول كان أكثر كفاءة عند 37 درجة مئوية ويتطلب كثافات عالية للمتلقي؛ كان الحد الأقصى لعائد التحويل هو 10⁸–10⁹ CFU·ml⁻¹، مع اختيار 10⁸ CFU·ml⁻¹ لتقدير كمي قوي. في ظل هذه الظروف المثالية، زادت ترددات التحول من ثلاثة إلى أربعة أضعاف ونصف، وبلغت ذروتها عند 50-60 دقيقة قبل أن تتناقص مع زيادة تلف الخلايا. أظهرت التحليلات الآلية أن زبالين ROS خففوا بشكل كبير من تأثير التضخيم لكنهم لم يلغوه، مما يؤكد أن ROS هو المحرك الرئيسي. كما تعمل أجهزة الكمبيوتر الفرعية أيضًا على زيادة نفاذية الغشاء، وزيادة Ca²⁺ داخل الخلايا بمقدار أربعة أضعاف تقريبًا، وتقليل ATP، مما يحد من تدفق Ca²⁺ ويعزز تراكمه. أكد تحديد ملامح التعبير الجيني هذه الاتجاهات، حيث أظهر تنظيمًا مبكرًا للاستجابة للإجهاد، ومضادات الأكسدة، ونقل الأغشية، وجينات امتصاص الحمض النووي، بالإضافة إلى قمع مسارات استقلاب الطاقة.

تسلط النتائج الضوء على خطر بالغ الأهمية ولكن تم الاستهانة به في أنظمة معالجة المياه: التطهير الفعال جزئيًا يمكن أن يعزز انتشار مقاومة المضادات الحيوية بدلاً من منعها. لا يسمح الإجهاد المميت للبكتيريا بالبقاء على قيد الحياة فحسب، بل يزيد أيضًا من قدرتها على اكتساب جينات المقاومة من البيئة. يمكن أن تساهم هذه الآلية في استمرار وتضخيم مقاومة المضادات الحيوية في مياه الصرف الصحي والمياه السطحية والنظم الإيكولوجية النهائية.

مصادر: