في مئات الملايين من السنوات التي كانت فيها بعض فروع البكتيريا والفطريات تنتج المضادات الحيوية لتعمل على جيرانها، كان الضغط التطوري يعمل في البكتيريا التي تحت الهجوم لوضع آليات المقاومة للبقاء على قيد الحياة. وفي السبعين عاماً من عصر المضادّات الحيوية المستخدمة في علاج الإنسان من الأمراض المعدية، تطوّرت البكتيريا بشكل مناظر بدون كلل مع اكتسابها مقاومة سريرية مؤثرة للصنف تلو الآخر من المضادات الحيوية (أميز 2001 ,Amyes ، ليفي Levy1998) ساعد على تطور الطفرات (mutants) وجود العدد الكبير من الخلايا البكتيرية في السكان  مع الأزمنة القصيرة للتولد (short generation times). قد تنتج آلية تكرار الحمض النووي البكتيري دنا (DNA) خطأ واحد في 10⁷ ، في تكرار المجين bp- 3x10⁶ الذي يحتوي على 3000 جين، أي 0.3 خطأ في كل جيل. وإذا كان هناك 10¹¹ بكتيريا في السكان مثال ذلك في المريض الذي تمت معالجته من العدوى البكتيرية الجهازية المتولدة من  الدم ,  فقد يكون هناك 1000 طفرات متغايرة وإذا كانت الطفرات موزعة بشكل عشوائي خلال المجين البكتيري فإن 1000 جين، واحد من ثلاثة سيكون له طفرة واحدة. وإذا منح واحد من هذه الميزة الانتقائية من أجل البقاء، على سبيل المثال في وجود أحد المضادّات الحيوية، فإنه سيتم انتقاء البكتيريا المقاومة لتنمو وتأخذ طريقها في الاستنبات في حين يموت جيرانها. ويمكن أن يحدث ذلك في غضون أيام في المرضى الذين يُعالجون بالمضادات الحيوية.

ومن هذا المنطق فإنه من المحتمل جداً أن تتطوّر المقاومة في الجمهرة البكتيرية وكلما اتسع نطاق استعمال المضادات الحيوية، كان احتمال المقاومة أكثر ما لم يكن هناك حاجة لطفرات متعددة. كما هو ملاحظ في الجدول (1,1)، فمنذ إدخال مضادّات السلفونامايد الحيوية في الثلاثينيات، ومن خلال الكيفالوسبورين والبنسيلين الشبه اصطناعي في الستينيات تبع ذلك في وقت لاحق من عقد إلى ثلاثة عقود ظهور المقاومة السريرية الخطيرة للمضادات الحيوية. والناس في الولايات المتحدة يملؤون حوالي 80 مليون وصفة للمضادات الحيوية سنويا، والتي تشمل حوالي 12500 طن من الأدوية في السنة. وفي ما يقارب الخمسين عاماً من عصر المضادات الحيوية، تم إنتاج وتوزيع ما يقارب خمسين مليون طن من المضادّات الحيوية ويشمل ذلك للاستخدام الحيواني والزراعي، مما يوحي إلى وجود مستودع مهم لنشوء المقاومة البكتيرية.

المتطلب الثاني وراء احتمال الانتقاء الإحصائي للمقاومة البكتيرية للمضادّات الحيوية هو توافر الآليات. وسنلاحظ في المنتجات الطبيعية من المضادّات الحيوية، أن معظم آليات المقاومة المختلفة في البكتيرية الممرضة التي تسبب الأمراض في الإنسان يبدو أنها قد اكتسبت من المحددات وآليات المقاومة من البكتيريا - المنتجة للمضادات الحيوية. وقد تم اكتساب أداة الحماية الذاتية لمنتجي المضادّات الحيوية من العوامل المسببة للأمراض تحت ضغط أن تتكيف أو أن تموت. وإحدى المميزات الكامنة للمضادّات البكتيرية الاصطناعية هو أنها لم تكن بالفعل في المحيط الحيوي وهكذا قد لا يكون هناك مستودعات من آليات المقاومة الداخلية التي يمكن اكتسابها بسرعة بواسطة الممرضات المستهدفة. ومع ذلك، فإن الإنزيمات الموجودة قد خضعت لجولات من الطفرة التي تؤدي إلى مقاومة السلفوناميد والترايميثوبريم (trimethoprim) . وعلى سبيل المثال، تعتبر آليات التدفق ( efflux mechanisms) مهمة في إبطال أدوية الكوينولون (quinolone) المضادة للبكتيريا.

المصادر : 

Amyes, S.G., 2001. Magic bullets, lost horizons: the rise and fall of antibiotics. CRC Press.

Levy, S.B., 1998. The challenge of antibiotic resistance. Scientific American, 278(3), pp.46-53.

مواضيع ذات صلة

التجميع الإنزيمي للبتيد السباعي للفانكوميسين وكلوروإرموميسين (chloroermomycin)

تعديلات السلسلة الجانبية في مضادّات الكيفالوسبورين: أجيال متعددة

Drug targets and mechanisms of action

CHLORAMPHENICOL

تعديلات السلسلة الجانبية( side chain modifications) في أنواع البنسيلين

ANTIBIOTIC CLASSES AND THEIR SOURCES

PRINCIPLES OF ANTIBIOTIC RESISTANCE

Tyrocidins

التتراسايكلينات Tetracyclines

المضادات الحيوية الصناعية Synthetic Antibiotics

Streptose

مضادات ببتيدية مستقيمة السلسلة Straight Peptide Antibiotics