من مخابر ضبط الجودة QC إلى محطة الفضاء الأمريكية NASA: بكتريا الزائفة الزنجارية Pseudomonas aeruginosa العابرة للحدود

بكتيريا الزائفة Pseudomonas هي مجموعة كبيرة من البكتيريا المتحركة، عصوية الشكل، هوائية، غير مكونة للأبواغ، وسالبة الجرام. تتمتع بواحد أو أكثر من الأسواط القطبية التي تساعد في الحركة. اليوم هناك أكثر من 300 نوع معروف، يعيشون في بيئات ومناطق متنوعة تشمل التربة، والمياه، والنباتات، وأنسجة الحيوانات. أحد الأنواع الأكثر استخدامًا هو – أو كان –الزائفة الزنجارية Pseudomonas aeruginosa.مع إعادة تسمية السلالة “QC” من الزائفة الزنجارية (NCTC 13628T / ATCC 9027) لتصبح الزائفة شبه الزنجارية، من المناسب مراجعة أصول وخصائص هذه البكتيريا – التي تعد واحدة من أكثر الكائنات وفرة على الأرض

.سلالة QC

ما يُعرف الآن بالزائفة شبه الزنجارية هو سلالة شائعة الاستخدام في مراقبة الجودة، تُذكر في فصول دستور الأدوية الأمريكي <51>، <60>، <61>، <62>، و<71> (وفي الفصول الأوروبية واليابانية المكافئة). ترتبط هذه الفصول باختبار الحساسية للمضادات الميكروبية، اختبار حدود الميكروبات، واختبار التعقيم.تستخدم هذه البكتيريا أيضًا لتقييم عينات الماء وتُذكر في ISO 11930: مستحضرات التجميل — ميكروبيولوجيا — تقييم الحماية المضادة للميكروبات لمنتج تجميلي.

تاريخ السلالة

تم التعرف على هذه البكتيريا لأول مرة في عام 1872 باسم “بكتيريا الزنجارية” بواسطة العالم شروتر. هذا يجعلها واحدة من أقدم الكائنات الدقيقة المعروفة. في عام 1894 أعاد ميغولا تصنيفها كزائفة زنجارية.وفقًا لمجموعة الثقافة النوعية الأمريكية (ATCC)، فإن سلالة الزائفة شبه الزنجارية هي R. Hugh 813. تم عزل هذه السلالة من عدوى في الأذن الخارجية لمريض في أوريغون.

إعادة التصنيف

تم إعادة تصنيف الزائفة شبه الزنجارية بعد دراسات ومقارنة جينومية أجراها رودرا وآخرون، والتي حددت وجود فصيلتين مميزتين من الزائفة الزنجارية.(ملاحظة: في علم الفيلوجينيا، الفصيلة هي مجموعة من الكائنات التي تكون أحادية النمط – أي تتكون من سلف مشترك وجميع نسله الخطي – على شجرة فيلوجينية.

كون الكائنات في فصائل مختلفة يعني أنها غير مرتبطة ببعضها البعض (أي لم تتطور من سلف مشترك)).وفقًا لدراسة رودرا وآخرين، تم إجراء دراسات فيلوجينومية ومقارنة جينومية على تسلسل جينوم 212 سلالة من الزائفة الزنجارية تغطي تنوعها الجيني. في شجرة فيلوجينومية تستند إلى 118 بروتينًا محفوظًا، شكلت السلالات المحللة فصيلتين متميزتين. شكلت قيم الهوية النوكليوتيدية المتوسطة، الهوية الأمينية المتوسطة والهجين بين السلالات من الفصيلة الأولى والفصيلة الثانية في نطاق 93.4-93.7، 95.1-95.3 و52-53٪ على التوالي.

كما يُظهر جين 16S rRNA للزائفة الزنجارية DSM 50071T تشابهًا بنسبة 98.3٪ مع نظيره NCTC 13628T.تم تقييم هذه القيم على أنها أقل من القيم المحددة لتمييز الأنواع، مما يشير إلى أن سلالات الفصيلة الثانية (NCTC 13628T) تشكل نوعًا جديدًا.

مفارقات أخرى:

أشار رودرا وآخرون أيضًا إلى أن الحركة بالانكماش موجودة فقط في سلالات الفصيلة الأولى على عكس الحركة بالسباحة. تختلف السلالات من هاتين الفصيلتين أيضًا في آلياتها المرضية (بناءً على وجود/عدم وجود نظام إفراز من النوع الثالث)، وإنتاج المواد الفعالة على السطح، الفينازينات، والمركبات المحبة للحديد، وعدة خصائص جينومية أخرى.

هذا يعني أن الزائفة شبه الزنجارية أقل ضراوة من الزائفة الزنجارية بالمعنى الدقيق.تم نشر أبحاث رودرا وآخرين في عام 2022 (مع دراسة صدرت في عام 2023)، وتم اتخاذ قرار إعادة تصنيف السلالة النوعية في عام 2024. نتيجة لذلك، تم نقل السلالات في الفصيلة الثانية إلى النوع الجديد الزائفة شبه الزنجارية وتم تعيين ATCC 9027 كسلالة نوعية

السلامة

تحت نظام تصنيف مسببات الأمراض في المملكة المتحدة، تقع الزائفة شبه الزنجارية ضمن المجموعة الخطرة 2 (HG 2): الكائنات الحية المسببة للأمراض التي إما تكون غير شائعة أو تنتج أمراضًا يجب الإبلاغ عنها، ولكنها تحمل خطرًا منخفضًا للانتشار من المختبر.

السمية المرضية

الزائفة الزنجارية (والآن أنواعها المختلفة) هي ممرض بشري طفيلي قادر على التسبب في مجموعة واسعة من الأمراض الحادة والمزمنة التي تهدد الحياة.نأمل أن تفاجئك بعض هذه الحقائق

1. أحد أسباب شيوع هذا الكائن الحي على كوكب الأرض هو أن الزائفة الزنجارية يمكنها تحطيم مجموعة واسعة من الجزيئات العضوية، بما في ذلك المركبات العضوية مثل البنزوات

2. أول دراسة علمية عن الزائفة الزنجارية كانت بعنوان “حول التلون الأزرق والأخضر للضمادات”، ونشرها الصيدلي كارل جيسار في عام 1882

3. تنتج الزائفة الزنجارية أصباغًا قابلة للذوبان في الماء، والتي تتوهج تحت الضوء الأزرق والأخضر عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. يُعزى هذا إلى البيوسييانين، وهو مشتق من الفينازين. هذا يعطي البكتيريا أيضًا رائحة عنب مميزة (بسبب إنتاج أمينو أسيتوفينون وبيوسييانين) عندما تنمو كمستعمرات مرئية على العديد من أنواع وسائط الثقافة

4. بالنسبة لمستخدمي أحواض الاستحمام الساخنة، فإن البكتيريا هي سبب شائع لـ “طفح حوض الاستحمام الساخن”، حيث يجعل التلامس المباشر بين الجلد والماء المصاب من الحوض الجلد المصاب حاكًا ويحول لونه إلى الأحمر المتورم

5. مع مرضيتها، تلعب الأهداب والأسواط للزائفة الزنجارية دورًا حيويًا في إصابة الحروق والجروح

6. يمكن أن تنتقل الزائفة الزنجارية إلى العائل عبر الملوثات وعمال المستشفى الذين يمكن أن يكونوا حاملين لسلالات من الممرض وتعتبر مقاومة للعديد من المضادات الحيوية. يمكن أن تعيش الزائفة الزنجارية من ست ساعات إلى 16 شهرًا على الأسطح الجافة في المستشفيات

7. قامت الزائفة الزنجارية بتلويث نظام المياه في المحطة الفضائية وأصابت أحد أفراد الطاقم خلال عصر أبولو. قد تصبح البكتيريا أكثر ضراوة في الفضاء

8. عند نقص الحديد، يتطور الصباغ الى أصفر مخضر نتيجة للبيوفيردين

9. تتواصل الزائفة الزنجارية مع الخلايا الأخرى عبر استشعار النصاب باستخدام إنزيم التيروزين الفوسفاتيز. يسمح هذا النوع من التواصل للخلايا بتنظيم إنتاج الجينات مما يؤدي إلى التحكم في وظائف خلوية معينة وهذا مهم لتشكيل الأغشية الحيوية

10. يمكن أن تلعب دورًا في المعالجة البيئية: يمكن للبكتيريا تحطيم الهيدروكربونات العطرية مثل ميثيل البنزينات، والتي هي نواتج ثانوية لصناعات البترول.