شراكة مرضية بين السالمونيلا والخميرة في الأمعاء.. ما التفاصيل؟

وجد باحثون أن خميرة معوية شائعة، تُعرف باسم المبيضة البيضاء، يمكن أن تساعد بكتيريا السالمونيلا التيفية على التغلغل في الأمعاء والانتشار في الجسم.

عند التفاعل، يُحفز بروتين السالمونيلا المسمى SopB الخميرة على إفراز الأرجينين، الذي يُنشّط آلية غزو السالمونيلا ويُخفّف إشارات الالتهاب في الجسم.

ميكروبات الأمعاء

تُشكل ميكروبات الأمعاء صحة الإنسان من خلال مقاومة الاستعمار، والتدريب المناعي، والهضم، والإشارات التي تصل إلى الأعضاء البعيدة.

تهيمن البكتيريا على وفرتها واهتمام الأبحاث بها، بينما لا تزال أدوار الفيروسات والفطريات أقل وضوحًا.

يظهر تغيير تكوين الميكوبيوم في العديد من أمراض الجهاز الهضمي، ويظل تكامل الفطريات في بيئة الأمعاء وفي التفاعلات مع البكتيريا المرافقة والمسببة للأمراض غير معروف إلى حد كبير.

السالمونيلا غير التيفية

تُعدّ السالمونيلا غير التيفية من أكثر مسببات الأمراض المعوية دراسةً، إذ تُصيب ما يُقدّر بمئة مليون شخص سنويًا.

عادةً ما يُعاني الأفراد الأصحاء من إسهال التهابي موضعي، بينما يُواجه المرضى الذين يعانون من ضعف المناعة خطر انتشار العدوى إلى الأعضاء الطرفية.

يتطلب إنشاء استعمار الأمعاء التنافس مع الكائنات الحية الدقيقة المقيمة، وتوجد الفطريات المتعايشة في أنواع الثدييات التي تم اختبارها، ومع ذلك تظل مساهمات الميكوبيوم أثناء العدوى المعوية غير مستكشفة إلى حد كبير.

المبيضة البيضاء (Candida albicans) تستوطن الأغشية المخاطية البشرية بكثرة، وتوجد في أمعاء أكثر من 60% من البشر الأصحاء.

سلوكها المعتاد هو التعايش مع البكتيريا، مع احتمالية تسببها في الأمراض، خاصةً لدى العوائل ضعيفة المناعة.

من أهم سمات الضراوة تحول شكلها من شكل الخميرة إلى شكل خيوط فطرية نافذة للظهارة.

تم الإبلاغ عن ارتباطات مع مرض التهاب الأمعاء، وتحديدًا داء كرون.

لا تُسبب بكتيريا الكانديدا البيضاء التهاب الأمعاء، وقد ثبت أنها تُفاقمها. تزدهر كلٌّ من السالمونيلا والكانديدا البيضاء في ظروف التهاب الأمعاء، ومن المرجح أن الكانديدا البيضاء تتواجد في أمعاء العديد من المرضى وقت الإصابة بالسالمونيلا.

في الدراسة التي نشرت في مجلة Nature بعنوان "الخميرة المتعايشة تعزز ضراوة السالمونيلا تيفيموريوم"، قام الباحثون بالتحقيق في التفاعلات بين الممالك لتحديد كيفية تأثير المبيضات البيضاء على استعمار السالمونيلا، والانتشار الجهازي، والاستجابات الالتهابية للمضيف.

شملت مجموعات الفئران سلالات C57BL/6 وCBA/J المعالجة مسبقًا بالستربتومايسين وفي ظروف خالية من المضادات الحيوية.

تضمنت نماذج إضافية فئرانًا خالية من الجراثيم ومُعدَّلة وراثيًا من بكتيريا شيدلر. واستُخدمت في الاختبارات المعملية سلالات الخلايا الظهارية القولونية البشرية T84 وCaco2.

أجرى الباحثون نوعين من الاختبارات على الفئران. أحدهما باستخدام بادئ مضاد حيوي، والآخر استُعمرت فيه الفئران أولاً بفطريات المبيضات البيضاء دون استخدام المضادات الحيوية.

استخدمت العدوى نسبة 10:1 من السالمونيلا إلى المبيضات، مع إجراء فحوصات بعد 24 و48 و72 ساعة لمستويات البكتيريا في الأمعاء، وانتشارها إلى الطحال والكبد، وفقدان الوزن.

كانت بعض الفئران خالية من الجراثيم أو تحمل ثمانية أعضاء من بكتيريا شيدلر المعدلة. احتوت مياه الشرب أحيانًا على 2% من إل-أرجينين بدرجة حموضة 7 أو 20 ملي مولار من إل-ليسين.

في أطباق المختبر، عُرضت سلالتا خلايا القولون البشريتان T84 وCaco2 للسالمونيلا عند MOI=1 لمدة ساعتين، إما بمفردهما أو مع بكتيريا الكانديدا الحية بنفس النسبة 10:1، مع استخدام الكانديدا المقتولة حرارياً والكوردلان كعينات ضابطة.

قُيسَ الارتباط بين الميكروبات بالترسيب والمجهر، وقلّل المانوز الارتباط.

أزالت الاختبارات الجينية أجزاءً من السالمونيلا للارتباط والإفراز، بالإضافة إلى ناقل الأرجينين.

أما سلالات المبيضات، فقد افتقرت إلى إنتاج الأرجينين، أو استعادته.

وشملت القراءات تسلسل الحمض النووي الريبي مع تحليل المسار، وrt-qPCR للجينات الغازية والأرجينين، ومراسلي SPI-1 أحادي الخلية، وتحليل أيضي للأحماض الأمينية في الثقافات ومحتويات أمعاء الفئران، واختبارات العوالق المشتركة للثقافة على الغزو، وتسلسل ITS و16S للميكروبات، ومقاييس المضيف مثل التعبير الجيني، وسيتوكينات المصل، وتسلل العدلات، ودرجات علم الأمراض.

أدى وجود المبيضات في الأمعاء إلى زيادة حمولات السالمونيلا في الأمعاء الغليظة، ووصول المزيد من البكتيريا إلى الطحال والكبد، مع فقدان الفئران المصابة بالعدوى المشتركة المزيد من الوزن.

كما عززت المبيضات دخول السالمونيلا إلى خلايا القولون البشرية. وأظهرت قراءات الجينات أن آلية غزو السالمونيلا نشطت بالقرب من المبيضات.

احتوت المزارع المشتركة على ملي مولار من الأرجينين، وأدت إضافة إل-أرجينين وحده إلى زيادة الغزو بشكل يعتمد على الجرعة، بينما لم تستجب طفرة ناقلة للأرجينين للمبيضات.

كما فشلت المبيضات التي تفتقر إلى إنتاج الأرجينين في تعزيز غزو السالمونيلا أو استعمار الأمعاء، وأعاد مُثبِّت ARG4 التأثير.

أدى SopB إلى تحفيز جينات تخليق الأرجينين وإطلاق الأرجينين في المبيضات، وحذف SopB أدى إلى القضاء على التأثير.

أظهرت الفئران المصابة بالعدوى المشتركة إشارات التهابية أقل مثل Il17 وCxcl1 وIFNγ في المصل وتدفق العدلات.

قلد 2% من L-arginine في مياه الشرب هذا الانخفاض وزاد من انتشاره إلى الأعضاء، وعكس L-lysine جزئيًا التغييرات التي يقودها المبيضات.

استنتج الباحثون أن استعمار المبيضات البيضاء يُمثل عامل استعداد للإصابة بالسالمونيلا، حيث يعمل الأرجينين كمُستقلب محوري يربط بين الفطريات والبكتيريا والمضيف.

تشير النتائج إلى إنتاج الأرجينين المُحفَّز بـ SopB في المبيضات، مما يُعزز برنامج غزو السالمونيلا ويُخفف من إشارات الالتهاب لدى المضيف.

لا يزال انتشار الكانديدا البيضاء أثناء الإصابة بالسالمونيلا التيفية الفأرية لدى المرضى غير واضح.

أفادت دراسة مرجعية في الكاميرون بارتفاع حالات التيفوئيد أو نظيرة التيفية المتكررة بمقدار 4 أضعاف عند إصابة المرضى بفطريات المبيضات. يقترح المؤلفون العلاج المضاد للفطريات كخيار محتمل للفئات المعرضة للخطر.