خشکسالیها فرصت تکامل باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک را فراهم میکنند
تاکنون، استفادهی بیش از حد و نامناسب از آنتیبیوتیکها در پزشکی و دامداری به عنوان مهمترین عامل محرکهی ظهور باکتریهای مقاوم شناخته شده بود. اما پژوهش جدیدی نشان میدهد فرآیندهای طبیعی در محیط زیست نیز میتوانند نقش بسزایی در افزایش مقاومت میکروبی ایفا کنند.
محققان موسسهی فناوری کالیفرنیا در مطالعه جدیدی نشان دادند خشکسالی میتواند غلظت آنتیبیوتیکهای طبیعی را در خاک افزایش دهد و به این ترتیب، فشار انتخابی بر باکتریها را برای بقا بیشتر کند. این وضعیت بدان معناست که باکتریهایی که ژنهای مقاوم به آنتیبیوتیک دارند، شانس بیشتری برای زنده ماندن و تکثیر در شرایط خشک خواهند داشت.
باکتریها از دیرباز برای رقابت با یکدیگر بر سر منابع غذایی و بقا، آنتیبیوتیک تولید میکردند. این ترکیبات شیمیایی به آنها کمک میکند میکروارگانیسمهای رقیب را از بین ببرند یا رشد آنها را مهار کنند. نکتهی قابل توجه این است که ژنهای مقاومت به آنتیبیوتیک نیز پیش از ظهور پزشکی مدرن و استفاده از آنتیبیوتیکها در انسان، در باکتریهای خاک وجود داشتهاند. این ژنها به عنوان مکانیسم دفاعی طبیعی در برابر باکتریهای تولیدکنندهی آنتیبیوتیک تکامل یافتهاند.
تیموتی غالی، متخصص اکولوژی میکروبی از دانشگاه دانشگاه مککواری استرالیا که در مطالعه شرکت نداشت، در مقالهای همراه توضیح میدهد: «این موضوع سوال مهمی را مطرح میکند: کدام عوامل محیطی میتوانند انتقال ژنهای مقاومت به آنتیبیوتیک از خاک به محیط زندگی انسان و باکتریهای بیماریزا را آسانتر کنند؟»
- مقاومت آنتیبیوتیکی میتواند حتی بدون استفاده از آنتیبیوتیک در روده ظاهر شود23 فروردین 02مطالعه '3
- آنتی بیوتیک جادویی؛ امیدی تازه برای مقابله با باکتری های مقاوم11 خرداد 96مطالعه '2
برای بررسی این موضوع، پژوهشگران به تحلیل پنج مجموعه داده از مطالعات خاک در ایالات متحده آمریکا، چین و اروپا پرداختند. هدف از این کار، ارزیابی اثر خشکسالی بر ترکیب جوامع میکروبی خاک در محیطهای گوناگون شامل زمینهای زراعی، مراتع، جنگلها و تالابها بود.
نتایج نشان داد که در هر پنج مجموعه داده، شرایط خشکی با افزایش فراوانی مواد ژنتیکی حاصل از باکتریهای تولیدکنندهی آنتیبیوتیک و همچنین ژنهای عامل ایجاد مقاومت به آنتیبیوتیک همراه بود. این یافتهها حاکی از آن است که باکتریهای موجود در نمونههای خاک آسیبدیدهی خشکسالی، بهتر توانستهاند در برابر اثرات آنتیبیوتیکها مقاومت کنند.
یافتهی کلیدی پژوهش، نشاندادن ارتباط مستقیم بین شیوع مقاومت به آنتیبیوتیک در مراکز درمانی و شرایط اقلیمی است
به منظور تأیید نتایج بهدستآمده، پژوهشگران مجموعهای آزمایشهای کنترلشده در محیط آزمایشگاه انجام دادند. آنها با افزودن آنتیبیوتیک به اکوسیستم کوچک خاک و ایجاد شرایط خشکی شبیهسازیشده، افزایش غلظت آنتیبیوتیک در خاک را مورد بررسی قرار دادند.
در آزمایشها، گونههای باکتریایی که پیشتر مقاومت به آنتیبیوتیک داشتند، در هر دو شرایط خاک خشک و مرطوب بهطور یکسان بقا یافتند؛ اما سویههای حساس به آنتیبیوتیک تقریباً بهطور کامل در شرایط شبیهسازیشده خشکی از بین رفتند. در نتیجهی این فرآیند، جمعیت خاک با افزایش تعداد تولیدکنندگان آنتیبیوتیک و همچنین باکتریهای مقاوم به آنها غنیتر شد.
یافتهی کلیدی پژوهش، نشاندادن ارتباط مستقیم بین شیوع مقاومت به آنتیبیوتیک در مراکز درمانی و شرایط اقلیمی است. تحلیل دادههای بیمارستانهای ۱۱۶ کشور حاکی از همبستگی قوی میان فراوانی مقاومت میکروبی در داخل بیمارستانها و میزان خشکی آب و هوا در مناطق جغرافیایی آنها بود.
این همبستگی حتی پس از درنظرگرفتن شاخص درآمد ملی نیز که میتواند بر الگوهای مصرف آنتیبیوتیک و کیفیت سیستمهای بهداشتی تأثیرگذار باشد، حفظ شد. یافتهها نشان میدهد که شرایط اقلیمی در اکوسیستمهای طبیعی، نقشی کلیدی در فرآیندهای تکاملی پاتوژنها ایفا میکند و میتواند بهطور مستقیم بر سلامت انسان اثر بگذارد.
با وجود اینکه شواهد موجود نمیتواند ارتباط مستقیم خشکسالیها با افزایش مقاومت به آنتیبیوتیک در محیطهای بالینی را اثبات کند، یافتهها نشان میدهند تغییرات اقلیمی و بهویژه تشدید پدیدهی خشکسالی، میتواند خطر مرتبط با مقاومت میکروبی را افزایش دهد.
پژوهش در ژورنال Nature Microbiology منتشر شده است.