المقاومة التي تتوسطها البلازميدات

المقاومة المنقولة بالبلازميدات هي انتقال جينات مقاومة المضادات الحيوية المحمولة على البلازميدات . ^{[ 1 ]} تمتلك البلازميدات آليات تضمن تضاعفها المستقل، بالإضافة إلى آليات تنظم عدد مرات تضاعفها وتضمن انتقالها المستقر أثناء انقسام الخلية. ومن خلال عملية الاقتران ، يمكنها تحفيز الانتقال الأفقي بين البكتيريا من مختلف الأجناس والممالك. ^{[ 2 ]} تحتوي العديد من البلازميدات على أنظمة محفزة للإدمان، تعتمد عادةً على عوامل السم ومضاد السم، وهي قادرة على قتل الخلايا الوليدة التي لا ترث البلازميد أثناء انقسام الخلية. ^{[ 3 ]} غالبًا ما تحمل البلازميدات جينات متعددة لمقاومة المضادات الحيوية ، مما يساهم في انتشار مقاومة الأدوية المتعددة (MDR). ^{[ 4 ]} تحد مقاومة المضادات الحيوية التي تنقلها بلازميدات MDR بشدة من خيارات علاج العدوى التي تسببها البكتيريا سالبة الغرام ، وخاصةً بكتيريا عائلة الأمعائيات . ^{[ 5 ]} وقد تعزز الانتشار العالمي للبلازميدات المقاومة للأدوية المتعددة بفعل الضغط الانتقائي الناتج عن الأدوية المضادة للميكروبات المستخدمة في المرافق الطبية وعند تربية الحيوانات من أجل الغذاء. ^{[ 6 ]}

تحمل بلازميدات المقاومة، بحكم تعريفها، جينًا واحدًا أو أكثر من جينات مقاومة المضادات الحيوية. ^{[ 7 ]} وغالبًا ما تكون مصحوبة بجينات ترمّز عوامل الضراوة ، ^{[ 8 ]} أو إنزيمات محددة، أو مقاومة للمعادن الثقيلة السامة . ^{[ 9 ]} وعادةً ما تُرتّب جينات المقاومة المتعددة في كاسيتات المقاومة. ^{[ 7 ]} وتُكسب جينات مقاومة المضادات الحيوية الموجودة على البلازميدات مقاومةً لمعظم فئات المضادات الحيوية المستخدمة حاليًا، مثل البيتا لاكتام ، والفلوروكينولونات ، والأمينوغليكوزيدات . ^{[ 10 ]}

من الشائع جدًا إعادة ترتيب جينات المقاومة أو مجموعات المقاومة بأكملها على نفس البلازميد، أو نقلها إلى بلازميد أو كروموسوم مختلف عن طريق أنظمة إعادة التركيب. ومن أمثلة هذه الأنظمة: الإنتغرونات ، والترانسبوزونات ، وتعبئة الجينات المحفزة بواسطة IS CR . ^{[ 7 ]}

معظم بلازميدات المقاومة هي بلازميدات اقترانية، أي أنها تحمل جميع المكونات اللازمة لنقل البلازميد إلى بكتيريا أخرى، ^{[ 11 ]} وهذا غير موجود في البلازميدات المتحركة. وبناءً على ذلك، فإن البلازميدات المتحركة أصغر حجمًا (عادةً أقل من 10 كيلوبايت)، بينما البلازميدات الاقترانية أكبر حجمًا (عادةً أكبر من 30 كيلوبايت) نظرًا لحجم الحمض النووي الكبير المطلوب لتشفير آليات الاقتران التي تسمح بالاقتران بين الخلايا. ^{[ 7 ]}

تُعرف عوامل المقاومة (R-factors) أيضًا باسم عوامل المقاومة أو بلازميدات المقاومة. وهي عناصر DNA دائرية صغيرة ذاتية التضاعف، تحتوي على جينات مقاومة للمضادات الحيوية . اكتُشفت لأول مرة في اليابان عام 1959 عندما تبين أن بعض سلالات الشيغيلا قد طورت مقاومة لعدد من المضادات الحيوية المستخدمة لعلاج وباء الزحار. الشيغيلا جنس من البكتيريا سالبة الغرام، هوائية، غير مكونة للأبواغ، غير متحركة، عصوية الشكل. جينات المقاومة هي تلك التي تُنتج بروتينات تُعدّل المضاد الحيوي أو تطرده. وهي تختلف عن الطفرات التي تُكسب البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية عن طريق منع دخول المضاد الحيوي أو تغيير شكل البروتين المستهدف. ^{[ 12 ]} من المعروف أن عوامل المقاومة (R-factors) تحتوي على ما يصل إلى عشرة جينات مقاومة. كما أنها تنتشر بسهولة لاحتوائها على جينات بناء الزوائد الخيطية (الشعيرات)، مما يسمح لها بنقل عامل المقاومة (R-factor) إلى بكتيريا أخرى. ^{[ 13 ]} ساهمت عوامل المقاومة (R-factors) في تفاقم أزمة مقاومة المضادات الحيوية لأنها تنشر جينات المقاومة بسرعة بين البكتيريا. ^{[ 14 ]} لا يمكن نقل عامل R بمفرده.

تمتلك البكتيريا الحاملة لعوامل F (والتي يُشار إليها بـ "F+") القدرة على نقل الجينات أفقيًا ؛ إذ يمكنها تكوين شعيرة جنسية ، تنبثق من البكتيريا المانحة وتُحاصر البكتيريا المستقبلة، وتجذبها إليها، ^{[ 16 ]} مما يؤدي في النهاية إلى تكوين جسر تزاوج، يدمج سيتوبلازمي البكتيريتين عبر مسام مُتحكم به. ^{[ 17 ]} يسمح هذا المسام بنقل المادة الوراثية، مثل البلازميد . يسمح الاقتران لبكتيريتين ، ليس بالضرورة من نفس النوع ، بنقل المادة الوراثية في اتجاه واحد. ^{[ 18 ]} نظرًا لأن العديد من بكتيريا F+ تحتوي على عوامل R، يمكن أن تنتشر مقاومة المضادات الحيوية بسهولة بين مجموعة من البكتيريا . ^{[ 19 ]} كما يمكن امتصاص عوامل R بواسطة "مضخات الحمض النووي" في أغشيتها عبر التحول ، ^{[ 20 ]} أو بشكل أقل شيوعًا من خلال النقل الفيروسي ^{[ 21 ]} عبر العاثيات. مع ذلك، يُعد الاقتران الوسيلة الأكثر شيوعًا لانتشار مقاومة المضادات الحيوية. تحتوي هذه البكتيريا على جين يُسمى عامل نقل المقاومة (RTF).

هي عائلة من البكتيريا سالبة الغرام عصوية الشكل (عصيات)، وهي البكتيريا الممرضة الأكثر شيوعًا في البيئة والحالات السريرية، ونتيجة لذلك، تتأثر بشكل كبير باستخدام المضادات الحيوية في الزراعة والنظام البيئي وعلاج الأمراض. ^{[ 22 ]} في عائلة الأمعائيات، يمكن تحديد 28 نوعًا مختلفًا من البلازميدات باستخدام تقنية تحديد النمط النسخي القائم على تفاعل البوليميراز المتسلسل (PBRT). تحتوي البلازميدات التي تم الإبلاغ عنها بشكل متكرر [IncF، IncI، IncA/C، IncL (المعروفة سابقًا باسم IncL/M)، IncN، وIncH] على مجموعة واسعة من جينات المقاومة. ^{[ 23 ]}

تشكل أنواع البكتيريا التابعة لعائلة Enterobacteriaceae، مثل الإشريكية القولونية أو الكلبسيلة الرئوية، أكبر تهديد فيما يتعلق بالمقاومة التي تتوسطها البلازميدات في العدوى المكتسبة في المستشفيات والمجتمع. ^{[ 5 ]}

أظهرت دراسة بحثت في التأثير الفيزيولوجي للبلازميد pHK01 على بكتيريا الإشريكية القولونية J53 أن هذا البلازميد يقلل من حركة البكتيريا ويكسبها مقاومةً لمضادات البيتا لاكتام. ينتج البلازميد pHK01 جزيئات RNA صغيرة مشفرة ، ويحفز التعبير عن جزيئات RNA الصغيرة في البكتيريا المضيفة. هذه الجزيئات مضادة لجيناتٍ تشارك في التضاعف، ونقل الاقتران، واستقرار البلازميد  ، وهي: AS-repA3 (CopA) ، وAS-traI، وAS-finO، وAS-traG، وAS-pc02. أدى الإفراط في التعبير عن أحد جزيئات RNA الصغيرة المضادة المشفرة بالبلازميد ، وهو AS-traI، إلى تقصير المرحلة اللوغاريتمية الأولى من نمو البكتيريا المضيفة. ^{[ 33 ]}