كشفت الأبحاث عن وجود تيار كهربائي في الأمعاء يمكنه جذب مسببات الأمراض مثل السالمونيلا. وجد علماء من جامعة كاليفورنيا، ديفيس، أن السالمونيلا تستخدم الإشارات الكهربائية في الأمعاء لغزو الجسم، وهي عملية تُعرف باسم التحرك الكهربائي (galvanotaxis)، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم العدوى البكتيرية وإمكانية تطوير علاجات لأمراض مثل التهاب الأمعاء المزمن (IBD).
كيف تجد البكتيريا الضارة نقاط دخول في الجسم لتسبب العدوى؟
هذا السؤال جوهري بالنسبة لخبراء الأمراض المعدية والباحثين في مجال البكتيريا. مسببات الأمراض الضارة، مثل السالمونيلا، تجد طريقها عبر نظام معقد في الأمعاء، حيث تفوقها البكتيريا الجيدة والخلايا المناعية عددًا بكثير. ومع ذلك، تنجح هذه المسببات في التنقل للعثور على نقاط ضعف في الأمعاء تسمح لها بغزو الجسم والتسبب في العدوى.
اكتشف فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا، ديفيس، آلية بيولوجية كهربائية جديدة تستخدمها هذه المسببات للعثور على هذه الفتحات. وقد نُشرت دراستهم في مجلة Nature Microbiology.
اختراق البكتيريا لحاجز الأمعاء
تسبب السالمونيلا حوالي 1.35 مليون حالة مرضية و420 حالة وفاة في الولايات المتحدة كل عام. ولإصابة شخص ما، يجب على هذه البكتيريا عبور حاجز بطانة الأمعاء.
“عندما تُبتلع السالمونيلا، تجد طريقها إلى الأمعاء، حيث تفوقها عددًا أكثر من 100 تريليون بكتيريا جيدة (تُعرف باسم البكتيريا التكافلية). إنهم يواجهون احتمالات لا تتجاوز واحدة في المليون!” قال المؤلف الرئيسي للدراسة ياو-هوي صن. صن هو عالم باحث مرتبط بأقسام الطب الداخلي وطب العيون وعلوم الرؤية والأمراض الجلدية.
لمعرفة كيف تجد السالمونيلا طريقها في الأمعاء، راقب الباحثون حركة بكتيريا السالمونيلا تايفيموريوم (S. Typhimurium) وقارنوها بحركة سلالة غير ضارة من بكتيريا الإشريكية القولونية (E. coli).
التنقل في بيئة معقدة للأمعاء
الأمعاء لديها بيئة معقدة للغاية. تتكون بنيتها الظهارية من ظهارة الزغابات وظهارة مرتبطة بالجريبات (FAE). تتكون ظهارة الزغابات من خلايا امتصاصية (خلايا معوية) تحتوي على بروزات تساعد في امتصاص المغذيات.
في المقابل، تحتوي ظهارة الجريبات (FAE) على خلايا “M” التي تغطي تجمعات صغيرة من الأنسجة اللمفاوية المعروفة باسم بقع باير. هذه الخلايا مسؤولة عن أخذ عينات من المستضدات. وتعمل كخط الدفاع الأول للجهاز المناعي ضد المستضدات الميكروبية والغذائية.
النتائج
أظهرت الأبحاث التي أجريت على نموذج فأر أن السالمونيلا تكتشف الإشارات الكهربائية في ظهارة الجريبات (FAE). تتحرك السالمونيلا نحو هذا الجزء من الأمعاء حيث تجد فتحات يمكنها من خلالها الدخول. تُعرف عملية تحرك الخلايا استجابةً للمجالات الكهربائية باسم التحرك الكهربائي (galvanotaxis) أو الحركة الكهربائية (electrotaxis).
“وجدت دراستنا أن هذا “النقطة الدخول” لديها مجالات كهربائية تستغلها بكتيريا السالمونيلا لتتمكن من العبور”، قال المؤلف البارز للدراسة مين تشاو، وهو أستاذ في طب العيون والأمراض الجلدية بجامعة كاليفورنيا، ديفيس، وباحث مرتبط بمعهد علاجات التجديد.
أظهرت الدراسة أيضًا أن الإشريكية القولونية والسالمونيلا تستجيبان بشكل مختلف للمجالات الكهربائية البيولوجية. حيث كانت لهما استجابات معاكسة للإشارة الكهربائية نفسها. في حين أن الإشريكية القولونية تجمعت بجوار الزغابات، فإن السالمونيلا تجمعت في ظهارة الجريبات.
اكتشفت الدراسة تيارات كهربائية تدور بدخولها إلى الزغابات الامتصاصية وخروجها من ظهارة الجريبات.
“من الجدير بالذكر أن المجال الكهربائي البيولوجي في ظهارة الأمعاء يتم تكوينه بطريقة تستغلها السالمونيلا لتوجهها نحو ظهارة الجريبات وليس بالنسبة للإشريكية القولونية”، أوضح صن. “يبدو أن العامل الممرض يفضل ظهارة الجريبات كمدخل لغزو الجسم والتسبب في العدوى.”
أشارت الدراسات السابقة إلى أن البكتيريا تستخدم التحرك الكيميائي (chemotaxis) للتنقل. ومع التحرك الكيميائي، تستشعر البكتيريا التدرجات الكيميائية وتتحرك نحو أو بعيدًا عن مركبات معينة. لكن الدراسة الجديدة تقترح أن التحرك الكهربائي للسالمونيلا نحو ظهارة الجريبات لا يحدث عبر مسارات التحرك الكيميائي.
“تقدم دراستنا آلية بديلة أو مكملة في تعديل استهداف السالمونيلا لظهارة الأمعاء”، قال تشاو.
صلة محتملة بالتهاب الأمعاء المزمن وغيره من اضطرابات الأمعاء
قد يكون للدراسة إمكانية تفسير الأمراض المزمنة المعقدة، مثل التهاب الأمعاء المزمن (IBD).
“تمثل هذه الآلية سباق تسلح جديد بين المسببات المرضية وجسم الإنسان، مع احتمالات تأثيرها على العدوى البكتيرية الأخرى وكذلك إمكانيات الوقاية والعلاج”، قال تشاو. “يُعتقد أن السبب الجذري لالتهاب الأمعاء المزمن هو استجابة مناعية مفرطة وغير طبيعية ضد البكتيريا الجيدة. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان المرضى الذين يميلون للإصابة بالتهاب الأمعاء المزمن لديهم أيضًا نشاطات كهربائية بيولوجية غير طبيعية في ظهارة الأمعاء.”
المصدر : SciTech Daily
