נחושת התגלה כבעלת ברית בקרב נגד חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה. נוזלי סולפט נחושת, למשל, שימשו מאז שנות ה- 1700 לשליטה על זיהומים פטרייתיים בכרמים, פרדסים וסוגים רבים אחרים של הגדרות חקלאיות. משטחי נחושת משמשים כיום לעתים קרובות בתחום הבריאות כדי לעזור לשמור על מתקנים סטריליים. אבל יותר מדי דבר טוב יכול ליצור את הבעיה שהיא מנסה לפתור.
על פי מחקרים חדשים שפורסמו באבולוציה, רפואה ובריאות הציבור, מיקרוביולוגים של UCLA מצאו כי שימוש כבד באנטי -מיקרוביאלים נחושת יכול גם להניע עמידות לאנטיביוטיקה בחיידקים. עם זאת, ההתנגדות פוחתת במהירות ללא חשיפה לנחושת, מה שמרמז כי נחושת יכולה לעזור להפחית את ההתנגדות לאנטיביוטיקה אם תסתגל במדדים אחרים.
"כמה מחקרים שפורסמו מראים כי מעבר לנחושת אינו בהכרח פותר את בעיית ההתנגדות לאנטיביוטיקה. רצינו לדעת מה יקרה לחיידקים בסביבות בהן השימוש הכבד בנחושת, כמו חומרי הדברה מבוססי נחושת וקוטלי פטריות חקלאיים, היה מפעיל לחץ אבולוציוני על חיידקים לאורך זמן", אמר הסופר סאדה-בורסה, שהוביל את המחקר. "מצאנו כי חיידקים המפתחים עמידות לנחושת הופכים גם הם עמידים לאנטיביוטיקה, אולי מכיוון שהם משתמשים במסלולי ביולוגיות המסייעים להם להתנגד לנחושת להתנגד גם לאנטיביוטיקה."
זני חיידקים שלא ניתן להרוג על ידי אנטיביוטיקה מהווים איום רציני על יכולתה של הרפואה לטיפול במחלות זיהומיות. זנים עמידים מתגלים מכיוון שכמה אנשים בודדים באוכלוסיית חיידקים שורדים בהכרח מסלול חזק של אנטיביוטיקה ומעבירים לדורות הבאים את התכונות שעזרו להם להישאר בחיים. תהליך זה, שביולוגים מכנים בחירה טבעית, מבטיח שתכונות המסייעות לאנשים לשרוד ולהתרבות יהפכו לנפוצים מספיק כדי שהאוכלוסייה תוכל להימשך אל מול לחץ מהסביבה.
בדומה לאנטיביוטיקה, כל דבר המשמש להרוג מיקרובים, שהם אורגניזמים כמו חיידקים, וירוסים, שמרים ופטריות, יכול ליצור סביבה עוינת המניעה עמידות. זה יכול לכלול כימיקלים, מתכות, חום קיצוני וקור.
"במחקר קודם, המעבדה שלנו הראתה כי המסלול המסייע לחיידקים להתמודד עם גורם לחץ עתיק מאוד, שהוא טמפרטורה קיצונית, יכול להיות המסלול שאליו הם מתמודדים עם אנטיביוטיקה", אמר הסופר המקביל פמלה יה, שהוא פרופסור ל- UCLA לאקולוגיה וביולוגיה אבולוציונית. "מכיוון שמסלול זה התפתח מזמן, זה כנראה משותף לסוגים רבים של חיידקים."
מתודולוגיה למחקר
הצוות גידל מושבות של א. קולי חיידקים במנות פטרי וחשפו אותם לגופרת נחושת, שהיא חומר חיטוי נפוץ וקוטלי פטריות. רק 8 מתוך 50 האוכלוסיות המקוריות שרדו, ודורות שלאחר מכן גודלו מאלה ונחשפו שוב לנחושת לפיתוח אוכלוסיות עמידות לנחושת. בשלב הבא הם בדקו את החיידקים העמידים לנחושת עם מגוון אנטיביוטיקה נפוצה ומצאו שהם גם התנגדו לאנטיביוטיקה.
ניתוח גנטי הראה כי חיידקים עמידים לנחושת פיתחו 477 מוטציות גנטיות שלא נמצאו באוכלוסיות הביקורת. חלק מהמוטציות הללו היו, באופן לא מפתיע, בגנים הקשורים להתנגדות מתכתית, אך לא עמידות לאנטיביוטיקה. התוצאה מגבה את הממצא הקודם של מעבדת Yeh כי חיידקים משתמשים באותם מסלולים כדי להתמודד עם גורמי לחץ מרובים ומצביעים על כך שעמידות לאנטיביוטיקה יכולה להיות מונעת על ידי לחצים סביבתיים שאינם אנטיביוטיקה בלבד.
"למרות שאנטי-מיקרוביאלים נחושת הופכים נפוצים יותר, חיידקים עמידים לנחושת עדיין אינם נפוצים. אבל כדאי לדעת שאם הם יהיו עמידים בפני נחושת, הם ככל הנראה יהיו עמידים גם לאנטיביוטיקה. נחושת היא עדיין אנטי-מיקרוביאלית גדולה, אבל (אנחנו) רק צריכים להיות מוחלטים (מהם) כיצד אנו משתמשים בזה, מכיוון שאנו מופיעים באחד מהדומה, אנו מעוניינים באחד, לאחד, שהוא כיום עוזר פרופסור אורח באוניברסיטת ווינסטון-סאלם סטייט.
עם זאת, להפתעת החוקרים, חיידקים החלו לאבד את עמידותם לאחר שבעה ימים בלבד ללא חשיפה לנחושת. בחלק מהאוכלוסיות, ההתנגדות ירדה אך עדיין נותרה גבוהה, ואילו באחרים היא נפלה לרמות הבסיס, והראה כי הייתה כמות מסוימת של שונות גנטית בין האוכלוסיות העמידות.
על ידי לסירוגין השימוש בנחושת עם אנטי -מיקרוביאלים אחרים, צריך להיות אפשרי להשתמש בהם כדי לשלוט על חיידקים ללא התנגדות לנהיגה, אמרו החוקרים. למרות שהמחקר נעשה ב א. קוליהחוקרים אמרו כי הממצא חל ככל הנראה על סוגים רבים אחרים של חיידקים.
"אני לא רואה שום סיבה לכך שלא היינו מצפים שזו ככל הנראה דפוס הכללי שניתן למצוא על פני מינים רבים, אולי אפילו כולם, של חיידקים מכיוון שהמנגנונים המעניקים התנגדות הם ככל הנראה עתיקים מאוד מבחינה אבולוציונית", אמר יה.
