ميكروبات تحت عدسة مكبرة سويسرية
توقع مضاعفات كوفيد
تملأ الميكروبات أيضًا أنوفنا ، وهي البوابة إلى SARS-CoV-2. الفيروس المسؤول عن Covid-19 يهيئ للالتهاب الرئوي الفيروسي والذي يمكن أن يؤدي بعد ذلك ، عن طريق العدوى ، إلى الالتهاب الرئوي الجرثومي.
وفقًا لجيلبرت جروب ، مدير معهد علم الأحياء الدقيقة التابع لـ CHUV ، يمكن للمرء أن يتخيل أنه “من خلال تحليل ميكروبيوم أنف المرضى الذين يدخلون المستشفى ، يمكننا أن نتوقع بشكل أفضل أن بعض الأشخاص ، حاملي البكتيريا التي غالبًا ما تشارك في بكتيريا الالتهاب الرئوي ، سيكونون في حالة أكبر خطر الإصابة بالعدوى “. يمكننا بعد ذلك أن نصفهم قبل الأوان بمضادات حيوية تستهدف الجراثيم التي يأويونها.
انتشرت البكتيريا والفيروسات والطفيليات والكائنات الدقيقة الأخرى على الأرض لأكثر من مليار سنة. انهم في كل مكان. إنهم يعيشون في تعايش مع البشر والحيوانات والنباتات ، بينما يتواجدون في كل مكان في التربة. تلعب الميكروبات ، المنتظمة في مجتمعات ، دورًا أساسيًا في صحة مضيفها: يمكنها حمايتها من مسببات الأمراض أو ، على العكس من ذلك ، من خلال تعطيلها ، المشاركة في تطوير الأمراض المختلفة.
لاستكشاف هذا العالم المجهري ، أطلقت مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية في عام 2020 مركزًا وطنيًا للبحوث (PRN) مخصصًا لدراسة الميكروبيوم. ويضم 23 فريقًا من جامعات لوزان وبرن وزيورخ ، والمعاهد الفيدرالية السويسرية للتكنولوجيا في زيورخ ولوزان ، ومركز مستشفى جامعة فو (CHUV). جميعها لها نفس الهدف: “فهم تأثير تجمعات الميكروبات هذه على مضيفها أو البيئة التي تستعمرها ، وقبل كل شيء ، حاول التدخل في تكوينها من أجل التحكم في آثارها الضارة” ، يوضح جان رويلوف فان دير مير ، أستاذ في قسم الأحياء الدقيقة الأساسية في جامعة لوزان (UNIL) ومدير PRN “الميكروبيوم”. تم استكشاف أمثلة لبعض الطرق.
الالتهابات البكتيرية والجراثيم المعوية
إذا كان هناك ميكروبيوم واحد أثار بالفعل الكثير من الأبحاث ، فهو الميكروبيوم الذي يملأ أمعائنا. في إطار PNR ، نظر علماء الأحياء في دورها في مواجهة ثلاثة أنواع من البكتيريا المسببة للأمراض التي تسبب التهاب المعدة والأمعاء: السالمونيلا (تنتقل على سبيل المثال عن طريق البيض الملوث غير المطبوخ جيدًا) ، كامبيلوباكتر (تعاقد بشكل خاص عن طريق أكل الدجاج غير المطبوخ جيدًا) و المطثيات العسيرة (موجود بالفعل في القناة الهضمية ، ولكنه يتطور أحيانًا بعد العلاج بالمضادات الحيوية أو العلاج الكيميائي). بعض الناس يتعرضون للسالمونيلا أو كامبيلوباكتر ومع ذلك ، لا يصابون بعدوى ، كما يشير البروفيسور جيلبرت جروب ، مدير معهد CHUV لعلم الأحياء الدقيقة. من المفترض أن تحميها البكتيريا الموجودة في النباتات المعوية التي تتنافس مع مسببات الأمراض وتمنعها من ترسيخ نفسها أو التطور. من خلال عزل هذه الميكروبات التنافسية ، طورت فرق من زيورخ وبرن استراتيجيات علاجية جديدة ضد هذه العدوى ، وهي فعالة في الفئران.
حيوانات نموذجية
تمتلك الحيوانات أيضًا ميكروبيومًا خاصًا بها ، وبعضها أقل تعقيدًا من الكائنات الحية لدينا. بينما تحتوي الفلورا المعوية لدينا على ما بين 200 و 1000 نوع من الميكروبات ، “تلك الموجودة في الذباب ومأوى النحل بين 2 و 20. أما بالنسبة للفئران ، فيمكن تبسيطها تجريبيًا” ، كما يلاحظ فيليب إنجل ، الأستاذ المساعد في قسم UNIL علم الأحياء الأساسي. لذلك فإن دراسة هذه النماذج الحيوانية مفيدة جدًا لفهم كيفية تفاعل الكائنات الدقيقة مع بعضها البعض في ميكروبيوم الأمعاء.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن “التلاعب” بالمجتمعات الميكروبية التي تعيش في تعايش مع الحيوانات: على سبيل المثال ، يمكن “زرع سلالة أو أكثر من السلالات المسببة للأمراض في الفلورا المعوية لفأر معزولة عن مريض مصاب ومعرفة ما إذا كان ميكروبيوم القوارض يمكن أن يساعد إنه يدافع عن نفسه ضد المتسللين ، يشرح الباحث.
كيف تدافع النباتات عن نفسها
فيما يتعلق بالميكروبيومات ، “هناك العديد من أوجه التشابه بين مملكة الحيوان ومملكة النباتات ، والتي تتأثر صحتها أيضًا بالمجتمعات الميكروبية” ، كما تؤكد الأستاذة جوليا فورهولت ، مديرة مختبر الفسيولوجيا الميكروبية في المعهد. ETHZ والمدير المشارك لـ “الميكروبيوم” NCCR. تشارك بعض الكائنات الحية الدقيقة مثل الريزوبيا (البكتيريا المثبتة للنيتروجين) في نمو النبات ، بينما تسبب بعض الكائنات الحية الدقيقة أمراضًا تدمر المحاصيل. أيضًا ، مثل نباتات الأمعاء البشرية ، يلعب الميكروبيوم النباتي دورًا مهمًا في منع انتشار مسببات الأمراض.
يقول البروفيسور: “حتى الآن ، وصفت الأبحاث أساسًا تكوين المجتمعات البكتيرية الموجودة في النباتات”. في إطار PRN ، نريد أن نفهم كيف تتفاعل هذه الميكروبات مع النباتات ونوضح الآليات المعنية “. يعمل فريقه مع المصنع النموذجي نبات الأرابيدوبسيس thaliana. “في المختبر ، يمكننا تجميع النباتات والمجموعات الميكروبية المستهدفة وبالتالي فك شفرة كيفية عملها.”
البكتيريا المزيلة للتلوث التربة
تعتمد الصحة الجيدة للنباتات أيضًا على جودة التربة التي تنمو فيها ، وبالتالي ، مرة أخرى ، على الميكروبات في كل مكان في التربة. ويؤكد البروفيسور فان دير مير ، الذي يركز فريقه بشكل أساسي على تلوث التربة: “لطالما اعتبرت هذه المواد على أنها مواد بناء وليست مواد حية يمكن تدميرها ، دون التفكير في أنها تواجه مشكلة في إعادة بناء نفسها”. “نحاول العثور على أنواع بكتيرية ، بمجرد إدخالها إلى التربة ، ستجعلها أكثر مقاومة للتلوث بالمعادن الثقيلة أو يمكنها القضاء على المنتجات البترولية ، مثل منتجات الصحة النباتية”. يزيل تلوث البكتيريا بطريقة ما.
صحة الإنسان والحيوانات والنباتات والبيئة: تجمع PRN “الميكروبيوم” فرقًا تعمل على أنظمة مختلفة. هذا ما يجعلها ممتعة. يعلق البروفيسور فورهولت قائلاً: “من وجهة نظر مفاهيمية ، نسأل جميعًا أنفسنا أسئلة متشابهة جدًا”. سيجعل NRP من الممكن الإجابة على بعضها من خلال مقارنة الميكروبيومات لأنواع مختلفة من الكائنات الحية ، لأنها تستكشف عالم الميكروبات بكل تنوعه.
السلوك الاجتماعي للنحل
من خلال التركيز على النحل والميكروبيوم الخاص به ، يأمل فريق فيليب إنجل في قسم البيولوجيا الأساسية بجامعة UNIL “في فهم العوامل البيئية التي تضر بهذه الملقحات بشكل أفضل”.
وجد العلماء أيضًا أن تأثير الميكروبيوم في النحل ، كما هو الحال في الفئران ، يتجاوز إطار الصحة البسيط. بمقارنة أفعال مجموعتين من نحل العسل – بعضها بميكروبيوم معوي ، والبعض الآخر بدونها – لاحظوا أن “المجموعة الأولى لديها تفاعلات اجتماعية أكثر عددًا وأكثر تحديدًا من الثانية” ، يلخص فيليب إنجل. لذلك تؤثر البكتيريا على السلوك الاجتماعي للحشرات.
_______________
نُشر في Le Matin Dimanche بتاريخ 03/13/2022