سيتروباكتر فروندي

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

بكتيريا Citrobacter freundii هي نوع من البكتيريا اللاهوائية الاختيارية سالبة الغرام، تنتمي إلى عائلة Enterobacteriaceae التي تضم حاليًا 13 نوعًا معترفًا بها. تتميز هذه البكتيريا بشكلها العصوي، ويبلغ طولها عادةً 1-5 ميكرومتر. تمتلك معظم خلايا C. freundii عدة أسواط تُستخدم للحركة، على الرغم من أن بعض الأنواع غير المتحركة لا تمتلكها. تعيش C. freundii في التربة، ولكنها توجد أيضًا في الماء، ومياه الصرف الصحي، والغذاء، والأمعاء لدى الحيوانات والبشر.وُصف جنس Citrobacter لأول مرة عام 1932 على يد ويركمان وجيلين. وفي العام نفسه، عُزلت مزارع C. freundii وحُددت هويتها من مستخلصات التربة ومياه القنوات. [ 2 ] سُميت C. freundii في الأصل Bacterium freundii من قِبل براك عام 1928، إلى أن اقترح ويركمان وجيلين الاسم الحالي. [ 3 ]

مورفولوجيا الخلية وخصائصها

تستهدف عديدات السكاريد الخارجية المستخلصة من فطر C. freundii جذور الهيدروكسيل، مما يدل على نشاطها المضاد للأكسدة. [ 4 ] وترتبط هذه الخصائص المضادة للأكسدة بالعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة. [ 4 ]

تتميز بكتيريا Citrobacter freundii بنمط التصاق عدواني تم اكتشافه في خلايا الماعز، وقد ثبت أن هذا يلعب دورًا في قدرتها على إحداث المرض؛ ومع ذلك، فإن هذا لا يضمن الإصابة بالعدوى. [ 5 ]

يلعب تكوين الأغشية الحيوية دورًا رئيسيًا في معدلات الإصابة ببكتيريا C. freundii، مما يُظهر أنماطًا مختلفة للعدوى لا تقتصر على الالتصاق فحسب، بل تشمل أيضًا تكوين الأغشية الحيوية في درجة حرارة الغرفة. [ 5 ] كما يمكن أن يؤدي الالتصاق القوي للأغشية الحيوية إلى تكوين مخزون من الجينات المقاومة للمضادات الحيوية، مما يعني أنه على الرغم من أن الالتصاق لا يُسبب العدوى بشكل مباشر في هذه الحالات، إلا أنه يُساهم في تكوين المقاومة. [ 5 ]

تتشكل أغشية حيوية كبيرة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية بواسطة سلالات C. freundii  المقاومة للأدوية المتعددة وغير السامة للخلايا، والتي تتشكل نتيجة التصاقها بنمط تجميعي بخلايا ظهارة القولون. [ 5 ] وباستخدام المجهر الإلكتروني النافذ، وُجد أن السلالات التجميعية لا تحتوي على أي زوائد شعيرية مرئية على سطحها. ويمكن تنظيم ظهور الزوائد الشعيرية لتكوين الأغشية الحيوية عن طريق درجة الحرارة، على غرار ما يحدث في بعض أنواع البكتيريا المعوية. [ 5 ] وقد تبين أن معدلات تكوين الأغشية الحيوية منخفضة نسبيًا، ولكن بعد النمو في درجة حرارة الغرفة، تبين أن المزيد من سلالات C. freundii تُكوّن أغشية حيوية قوية تُساعد في استمرار هذه السلالة في بيئات شبيهة بالمستشفيات. وهذا يُشير إلى أن هذه السلالات تستخدم استراتيجية مختلفة عن غيرها للنجاح في انتشار المرض واستمراره في جسم المضيف. [ 5 ] وهذا يُوضح أن تكوين الأغشية الحيوية يتأثر بشدة باختلاف درجات الحرارة. [ 5 ]

العلاقة بالسرطان

لوحظ وجود بكتيريا Citrobacter freundii، إلى جانب أنواع أخرى من رتبة Enterobacterales (وكذلك أنواع من رتبة Pseudomonadales )، بشكل طبيعي داخل الأورام. [ 6 ] علاوة على ذلك، ارتبطت هذه الميكروبات الموجودة داخل الورم بمقاومة العلاج الكيميائي الناتجة عن عمليات الأيض في بعض أنواع السرطان. على وجه التحديد، وُجدت بكتيريا C. freundii في ميكروبات سرطان البنكرياس، وثبت أنها قادرة على إحداث مقاومة للعلاج الكيميائي بـ 5-فلورويوراسيل عبر نشاط إنزيمات أيضية، مما يجعل هذا العامل الكيميائي غير فعال كنواتج ثانوية أيضية. الإنزيم المسؤول عن ذلك، preTA، هو نظير بكتيري لإنزيم ديهيدروبيريميدين ديهيدروجينيز (DPD) البشري ، والذي يمكن تثبيطه بواسطة أدوية مثل جيميراسيل . [ 7 ]

في المقابل، قد يكون لبكتيريا C. freundii تأثير إيجابي في علاج بعض أنواع السرطان؛ فقد وُجد أنها مفيدة في القضاء على سرطان عنق الرحم وعلاجه. [ 4 ] وتُظهر بعض السلالات المعزولة من C. freundii سمية تجاه خلايا هيلا ، وهي سلالة خلايا بشرية خالدة مشتقة من خلايا سرطان عنق الرحم. [ 4 ]

علم الوراثة العرقي وتطور الجينوم

تُعدّ بكتيريا Citrobacter freundii أكثر تنوعًا من الناحية التطورية من مجموعات E. coli و Salmonella spp. ، مما يشير إلى أن C. freundii جنس متعدد الأصول. [ 8 ] ونظرًا للتنوع الظاهري الذي تتميز به C. freundii ، يصعب تحديدها، لا سيما أنها متعددة الاستخدامات ليس فقط في سلوكها المستضدي والممرض، بل أيضًا في شكل خلاياها. [ 8 ]

تتميز بكتيريا Citrobacter freundii بتنوع نيوكليوتيدي عالٍ نظرًا لوجود سلالتين مختلفتين بينهما تباعد كبير ضمن التصنيف. [ 9 ] وبناءً على المعلومات الوراثية، تتطابق هذه التقسيمات السلالية تمامًا مع المعلومات المتعلقة بالجغرافيا وأنواع العوائل، مما يدل على أهمية هذه العوامل في الانتقائية. [ 9 ] وفيما يخص كل جين، قد تختلف الأنواع بين مختلف التصنيفات، وقد تبدو الفروع المتباعدة في بعض الأشجار وثيقة الصلة في أشجار أخرى. وعلى الرغم من هذا التباين في السلالة، فإن جميع سلالات C. freundii تستخدم السترات. [ 9 ]

يمكن استخلاص المزيد من الأدلة على التطور من فئتين من إنزيمات بيتا لاكتاماز من بكتيريا C. freundii : إنزيم بيتا لاكتاماز CMY-2 AmpC وإنزيم بيتا لاكتاماز TEM-1. لا يمتلك أي منهما مقاومة للبيتا لاكتام، ولا ينقلان أي أليلات مقاومة موجودة بشكل طبيعي. [ 10 ] يُظهر التطور المختبري إمكانية تطور المقاومة للسيفيبيم لكل من CMY-2 وTEM-1. [ 10 ] المقاومة التي يكتسبها CMY-2 وTEM-1 هي ضد البكتيريا سالبة الغرام. [ 10 ] يُظهر CMY-2 غير المُتطور مقاومة أكبر من TEM-1 (أربعة أضعاف)؛ ومع ذلك، أظهر TEM-1 مستويات مقاومة أعلى من CMY-2 عند تطورهما معًا. [ 10 ]

التفاصيل الأيضية

تتمتع بكتيريا Citrobacter freundii بالقدرة على النمو باستخدام الجلسرين كمصدر وحيد للكربون والطاقة. تحتوي هذه البكتيريا على حيز دقيق قادر على معالجة البروبانديول . تُظهر C. freundii نتيجة إيجابية في اختبار MR ونتيجة سلبية في اختبار VP ، بالإضافة إلى نتيجة إيجابية في اختبار الكاتالاز ونتيجة سلبية في اختبار الأوكسيداز. لا تستطيع C. freundii تحليل النشا أو الدهون أو الجيلاتين. [ 11 ] كما دُرست قدرة C. freundii على التحلل الحيوي لحمض التانيك المستخدم في المدابغ . [ 12 ]

مورفولوجيا مستعمرات بكتيريا Citrobacter freundii على وسط CLED لزراعة البول بعد 24 ساعة من التحضين. تُعدّ بكتيريا Citrobacter freundii من البكتيريا المُخمّرة للاكتوز، وينعكس ذلك في لون المستعمرات على وسط CLED. ينتج عن تخمير اللاكتوز حمض، مما يؤدي إلى تغير اللون.

في المزارع المختبرية، تُنتج بكتيريا C. freundii مستعمرات ناعمة ورطبة على الأوساط الغذائية العامة. أما على الأوساط الغذائية التفريقية، مثل أجار ماكونكي ، فإن معظم السلالات تُخمّر اللاكتوز، مُشكّلةً مستعمرات وردية إلى حمراء اللون نتيجة تفاعل إنتاج الحمض مع مؤشر الأحمر المتعادل، على الرغم من أن بعض العزلات قد تُخمّر اللاكتوز ببطء أو تكون من البكتيريا التي تُخمّر اللاكتوز في مراحل متأخرة. تُساعد هذه الخصائص في تمييز بكتيريا C. freundii عن البكتيريا غير المُخمّرة للاكتوز في عائلة Enterobacteriaceae [ 13 ] .

تضم بكتيريا Citrobacter freundii سلالة بكتيرية تُحلل الفينفاليرات ، تُسمى CD-9. يشمل تحلل الفينفاليرات بواسطة CD-9 أيضًا تحلل المنتجات الوسيطة. يمنع هذا في النهاية تراكم المنتجات الوسيطة في نهاية التجربة، مما يُشير إلى أن هذه السلالة قادرة على استقلاب الإسترات بشكل كامل وتضمين مسار استقلابي كامل لتحلل الفينفاليرات. [ 14 ] تشمل الظروف المثلى لـ CD-9: تركيز فينفاليرات 77  ملغم/لتر، ودرجة حموضة 6.3، وكمية تلقيح 6% (حجم/حجم). [ 14 ] تُفضل هذه الظروف تحلل 88% من الفينفاليرات خلال 72 ساعة. [ 14 ] وُجد أن الإنزيم المسؤول عن تحلل الفينفاليرات هو إنزيم داخل خلوي. [ 14 ]

تُظهر جينات اللياقة الفريدة أن العديد من المسارات الأيضية، وتحديدًا إفراز البروتين المعتمد على بروتين tat، وإعادة تركيب الحمض النووي، وعمليات الإصلاح، ضرورية لبقاء بكتيريا C. freundii في الجهاز الدوري. [ 15 ] تشير هذه النتائج إما إلى ضرورة تحديد المصدر الرئيسي للكربون في العائل، أو إلى قدرة C. freundii على التكيف مع فقدان مسارات استهلاك الكربون الفردية في بيئة العائل. [ 15 ] أظهر طافر tatC في C. freundii انخفاضًا في الحركة السباحية بنحو النصف مقارنةً بالسلالة البرية، وقد استُعيدت الحركة السباحية بالكامل بفضل تكامل الجين المنقول. تُبرز هذه النتائج قصور الحركة في غياب وظيفة tatC. مع ذلك، ونظرًا لندرة ملاحظة السباحة في طافر tatC، فمن المحتمل أن وظيفة السوط محفوظة إلى حد ما. [ 15 ]

الأهمية بالنسبة للنظام الأوسع

تُعدّ بكتيريا Citrobacter freundii من الكائنات الحية الدقيقة الشائعة في ميكروبيوم التربة، وتلعب دورًا هامًا في دورة النيتروجين في البيئة. كما تُصنّف C. freundii ضمن البكتيريا المثبتة للنيتروجين، وهي عملية مُثبتة في الأنسجة الحية لأشجار الساسافراس. تُشير هذه العملية إلى أنها تُساهم جزئيًا في اختزال النترات إلى نتريت في البيئة. [ 12 ]

توجد بكتيريا Citrobacter freundii أيضًا في الأمعاء لدى الإنسان والحيوانات الأخرى من مصادر بيئية متنوعة. وتُعدّ هذه البكتيريا مكونًا شائعًا في الميكروبيوم المعوي لدى الإنسان السليم . [ 16 ] ورغم أن معظم سلالاتها مفيدة، إلا أن هناك اختلافات ظاهرية كبيرة بينها، حتى تلك التي تتشارك في أكثر من 99% من جينومها. [ 17 ] عادةً ما تُعتبر تفاعلات Citrobacter freundii مع الأشخاص الأصحاء غير مُمرضة؛ ومع ذلك، بمجرد دخولها مجرى الدم، يُمكن أن تُسبب عدوى مُهددة للحياة قد تتطور إلى تسمم الدم. ونتيجةً لذلك، تنتمي Citrobacter freundii إلى مجموعة محدودة من أنواع البكتيريا سالبة الغرام التي تُصادف بكثرة في مرافق الرعاية الصحية، والتي يُمكن أن تُسبب مجموعة متنوعة من الأمراض لدى الأشخاص الذين يُعانون من اضطرابات كامنة مُختلفة. [ 15 ]

يبدو أن بكتيريا C. freundii المنتجة للسموم نادرة، وتأثيرها الرئيسي على صحة الإنسان هو كونها ممرضًا انتهازيًا. [ 15 ] ولذلك، تُسبب C. freundii طيفًا واسعًا من الأمراض، بما في ذلك التهابات الجهاز البولي، والجهاز التنفسي، والجروح، والدورة الدموية، وغيرها من المواقع لدى المرضى الذين يعانون من نقص المناعة. [ 15 ] [ 18 ] ووفقًا لمرافق الرعاية الصحية في أمريكا الشمالية، فإن جنس Citrobacter مسؤول عن 3-6% من عدوى Enterobacteriaceae، وهو أحد أكثر السلالات شيوعًا المرتبطة بالعدوى البشرية. [ 15 ]

تم تحديد جينات ضراوة مماثلة أو متماثلة لتلك الموجودة في سلالات الإشريكية القولونية الممرضة، وكذلك في السالمونيلا، في بكتيريا C. freundii أيضًا . [ 8 ] كما تم تحديد تغيرات ظاهرية قابلة للانعكاس من السلالة الأصلية لبكتيريا C. freundii غير النمطية نتيجة لتغيرات بيئية. [ 8 ] أحد التفسيرات المحتملة لذلك هو فرضية أن النسل الناتج عن سلالة بكتيرية سيُنتج بدرجات متفاوتة من التغيرات الظاهرية لزيادة معدلات البقاء على قيد الحياة في الظروف الصعبة. [ 8 ] وقد وُجد أنه في التجمعات البكتيرية الطبيعية، يمكن أن تحدث تغيرات جينومية، بل وتحدث بالفعل، ولكن العديد من هذه التغيرات يصبح ضارًا، مما يؤدي إلى اقتصار البقاء على أجزاء صغيرة من التجمع في ظل ظروف ضغط الانتقاء الطبيعي. [ 8 ]

مراجع

  1. ↑ LPSN lpsn.dsmz.de
  2. ↑ ويركمان، سي إتش؛ جيلين، جي إف (فبراير 1932). " بكتيريا منتجة لثلاثي ميثيلين جليكول" . مجلة علم البكتيريا . 23 (2): 167-182 . doi : 10.1128/jb.23.2.167-182.1932 . PMC 533311. PMID 16559543 .  
  3. ↑ جابين، عشرت؛ إسلام سهيدول. حسن، أكم إيمرول؛ تسنيم، زرين؛ شوفو، صابر ر. (5 ديسمبر 2023). "نظرة موجزة عن أنواع البكتيريا الليمونية - تهديد متزايد للصحة العامة" . الحدود في المضادات الحيوية . 2 1276982. دوى : 10.3389/frabi.2023.1276982 . بمك 11731968 . بميد 39816660 .  
  4. 1 2 3 4 تشودوري، إندرانيل؛ خانرا، كالياني؛ مايتي، براسنجيت؛ باترا، أنوتوش؛ مايتي، جاجندرا ناث؛ باتي، بيكاس رانجان؛ ناج، أنيش. موندال، سوميترا؛ بهاتاشاريا، ناندان (2021). "التركيب والخصائص البيولوجية لعديد السكاريد الخارجي المعزول من بكتيريا Citrobacter freundii" . المجلة الدولية للجزيئات البيولوجية . 168 : 537– 549. دوى : 10.1016/j.ijbiomac.2020.12.063 . بميد 33316341 . S2CID 229180023 .  
  5. 1 2 3 4 5 6 7 راموس فيفاس، خوسيه؛ شابارتيغي-غونزاليس، إيتزيار؛ فرنانديز مارتينيز، مارتا؛ غونزاليس ريكو، كلوديا؛ باريت، جون. فورتون، يسوع؛ اسكوديرو، روزا؛ ماركو، فرانسيسك. ليناريس، لورا؛ نيتو، خافيير؛ أرانزامندي ، ميتاني (2020). "الالتصاق بخلايا القولون البشرية عن طريق سلالات البكتيريا المعوية المقاومة للأدوية المتعددة المعزولة من متلقي زرع الأعضاء الصلبة مع التركيز على بكتيريا Citrobacter freundii" . الحدود في علم الأحياء الدقيقة الخلوي والعدوى . 10 447. دوى : 10.3389/fcimb.2020.00447 . ISSN 2235-2988 . PMC 7525035. PMID 33042855 .​   
  6. ↑ نيجمان، ديبورا (2020). "يتكون الميكروبيوم الورمي البشري من بكتيريا داخلية خاصة بنوع الورم" . مجلة ساينس . 368 (6494): 973-980 . Bibcode : 2020Sci...368..973N . doi : 10.1126 / science.aay9189 . PMC 7757858. PMID 32467386 .  
  7. ↑ شو، ويبن (2025). "يؤدي استقلاب 5-فلورويوراسيل بوساطة PreTA بواسطة بكتيريا Citrobacter freundii داخل الورم إلى مقاومة العلاج الكيميائي في سرطان البنكرياس" . تقارير الخلية . 44 (11) 116473. CellPress. doi : 10.1016/j.celrep.2025.116473 . PMID 41134670 . 
  8. 1 2 3 4 5 6 ديلجادو، غابرييلا؛ سوزا، فاليريا؛ موراليس، روزاريو؛ سيريتوس، رينيه. أندريا غونزاليس غونزاليس؛ مينديز، خوسيه لويس؛ فاسكيز، فيرجينيا؛ كرافيتو ، أليخاندرو (2013). ويبر، مارك الكسندر (محرر). "التوصيف الوراثي لبكتيريا Citrobacter freundii غير التقليدية" . بلوس واحد . 8 (9)هـ74120. بيب كود : 2013PLoSO...874120D . دوى : 10.1371/journal.pone.0074120 . ردمك 1932-6203 . بمك 3771896 . بميد 24069274 .   
  9. ويرتز ، جيه إي؛ غولدستون، سي؛ غوردون، دي إم؛ رايلي، إم إيه ( 2003). "التصنيف الجزيئي للبكتيريا المعوية وآثاره على مفهوم أنواع البكتيريا" . مجلة علم الأحياء التطوري . 16 ( 6): 1236-1248 . Bibcode : 2003JEBio..16.1236W . doi : 10.1046/ j.1420-9101.2003.00612.x . ISSN 1010-061X . PMID 14640415. S2CID 5755222 .   
  10. ١ ٢ ٣ ٤ بارلو، ميريام؛ هول، باري ج (٢٠٠٣). "التنبؤ التجريبي بتطور مقاومة السيفيبيم من إنزيم بيتا لاكتاماز CMY-2 AmpC" . علم الوراثة . ١٦٤ (١): ٢٣-٢٩ . doi : 10.1093/genetics/164.1.23 . ISSN 1943-2631 . PMC 1462546. PMID 12750318 .   
  11. ↑ بانغ، آلان؛ وارين، مارتن جيه؛ بيكرسجيل، ريتشارد دبليو (2011). "بنية PduT، وهو بروتين ثلاثي الوحدات موجود في الحجيرات الدقيقة البكتيرية ويحتوي على موقع ارتباط بمجموعة 4Fe–4S" . مجلة Acta Crystallographica، القسم د: علم البلورات البيولوجية . 67 (2): 91-96 . Bibcode : 2011AcCrD..67...91P . doi : 10.1107/S0907444910050201 . ISSN: 0907-4449 . PMID: 21245529 .  
  12. 1 2 سنيهور، ح.؛ بيترينكو، س. كوت، T.؛ شيفتشينكو، O.؛ بوليشوك، ف. (2018). "انتشار الأمراض الفيروسية التي تهدد محاصيل الحبوب في أوكرانيا" . ميكروبيولوهيتشني جورنال . 80 (3): 103-116 . دوى : 10.15407 / ميكروبيولج80.03.103 . ردمك 1028-0987 . S2CID 134413047 .  
  13. ↑ "Citrobacter freundii على وسط ماكونكي أجار: النمو والتعرف" . biologyinsights.com . 29 أبريل 2025.
  14. تانغ، جي؛ لي، دان؛ وو، مين؛ هو، تشيونغ؛ تشانغ، تشينغ (2020). " التحلل البيولوجي والمسار الأيضي للفينفاليرات بواسطة بكتيريا سيتروباكتر فروندي CD-9" . مجلة AMB Express. 10 ( 1 ) : 194. doi : 10.1186 / s13568-020-01128- x . ISSN 2191-0855 . PMC 7599292. PMID 33125615 .   
  15. 1 2 3 4 5 6 7 أندرسون، مارك ت.؛ ميتشل، ليندسي أ.؛ تشاو، ليلي؛ موبلي، هاري ل. ت. (2018). "لياقة بكتيريا Citrobacter freundii أثناء عدوى مجرى الدم" . التقارير العلمية . 8 (1): 11792. Bibcode : 2018NatSR...811792A . doi : 10.1038/ s41598-018-30196-0 . ISSN 2045-2322 . PMC 6081441. PMID 30087402 .   
  16. ↑ شلوسنيغ، سيغفريد؛ أروموجام، مانيموزيان؛ سوناغاوا، شينيتشي؛ ميتريفا، ماكيدونكا؛ تاب، جوليان؛ تشو، آنا؛ والر، أليسون؛ ميندي، دانيال ر.؛ كولتيما، ينس روات؛ مارتن، جون؛ كوتا، كارتيك (2013). " مشهد التباين الجينومي للميكروبيوم المعوي البشري" . مجلة نيتشر . 493 (7430): 45-50 . Bibcode : 2013Natur.493...45S . doi : 10.1038/nature11711 . ISSN 0028-0836 . PMC 3536929. PMID 23222524 .   
  17. ↑ مورويتز، إم جيه؛ دينيف، في جيه؛ كوستيلو، إي كيه؛ توماس، بي سي؛ بورويكو، في؛ ريلمان، دي إيه؛ بانفيلد، جيه إف (2011). "تحليل جينومي مجتمعي مُحدد السلالات لاستعمار الميكروبات المعوية لدى رضيع خديج" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (3): 1128-1133 . Bibcode : 2011PNAS..108.1128M . doi : 10.1073/pnas.1010992108 . ISSN 0027-8424 . PMC 3024690. PMID 21191099 .   
  18. ↑ ويلين، جيسون ج. (2007). "عدوى بكتيريا سيتروباكتر فروندي التلقائية لدى مريض سليم المناعة" . مجلة أرشيف الأمراض الجلدية . 143 (1): 124-125 . doi : 10.1001/archderm.143.1.124 . ISSN 0003-987X . PMID 17224563 .