التفاعل بين المضيف والممرض

يتم تعريف تفاعل المضيف مع العامل الممرض على أنه كيفية استدامة الميكروبات أو الفيروسات لنفسها داخل الكائنات المضيفة على المستوى الجزيئي أو الخلوي أو العضوي أو السكاني. يُستخدم هذا المصطلح عادةً للإشارة إلى الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض على الرغم من أنها قد لا تسبب المرض في جميع المضيفين. ^[1] ولهذا السبب، تم توسيع التعريف ليشمل كيفية بقاء مسببات الأمراض المعروفة داخل مضيفها ، سواء كانت تسبب المرض أم لا.

على المستوى الجزيئي والخلوي، يمكن للميكروبات أن تصيب المضيف وتنقسم بسرعة، مسببة المرض من خلال وجودها هناك والتسبب في خلل في التوازن الداخلي في الجسم، أو عن طريق إفراز السموم التي تسبب ظهور الأعراض. ​​يمكن للفيروسات أيضًا أن تصيب المضيف بالحمض النووي الخبيث، والذي يمكن أن يؤثر على العمليات الخلوية الطبيعية ( النسخ والترجمة وما إلى ذلك)، أو طي البروتين، أو التهرب من الاستجابة المناعية . [ 2 ^]

كان أحد أول مسببات الأمراض التي لاحظها العلماء هو ضمة الكوليرا ، والتي وصفها بالتفصيل فيليبو باتشيني في عام 1854. كانت النتائج الأولية التي توصل إليها مجرد رسومات للبكتيريا، ولكن حتى عام 1880، نشر العديد من الأوراق الأخرى المتعلقة بالبكتيريا. ووصف كيف تسبب الإسهال وكذلك طور علاجات فعالة ضدها. مرت معظم هذه النتائج دون أن يلاحظها أحد حتى أعاد روبرت كوخ اكتشاف الكائن الحي في عام 1884 وربطه بالمرض.

تم اكتشاف الجيارديا لامبليا بواسطة ليوينهوك في القرن السابع عشر^[2][3]ولكن لم يتم العثور على أنها مسببة للأمراض حتى سبعينيات القرن العشرين،عندما أقيمت ندوة برعاية وكالة حماية البيئة في أعقاب تفشي كبير في ولاية أوريغون يتعلق بالطفيلي. ومنذ ذلك الحين، تم تحديد العديد من الكائنات الحية الأخرى كمسببات للأمراض، مثلH. pyloriوE. coli، مما سمح للعلماء بتطوير المضادات الحيوية لمكافحة هذه الكائنات الحية الدقيقة الضارة.

تشمل مسببات الأمراض البكتيريا والفطريات والكائنات الأولية والديدان الطفيلية والفيروسات .

يمكن تصنيف كل من هذه الأنواع المختلفة من الكائنات الحية على أنها مسببات أمراض بناءً على طريقة انتقالها. وهذا يشمل ما يلي: المنقولة بالغذاء، والمنقولة بالهواء، والمنقولة بالماء، والمنقولة بالدم، والمنقولة بواسطة النواقل. تفرز العديد من البكتيريا المسببة للأمراض، مثل المكورات العنقودية الذهبية المنقولة بالغذاء وكلوستريديوم البوتولينوم ، السموم في المضيف لتسبب الأعراض. ​​فيروس نقص المناعة البشرية والتهاب الكبد ب هي عدوى فيروسية تسببها مسببات الأمراض المنقولة بالدم. يفرز فطر الرشاشيات ، وهو أكثر الفطريات المسببة للأمراض شيوعًا، الأفلاتوكسين ، الذي يعمل كمادة مسرطنة ويلوث العديد من الأطعمة، وخاصة تلك المزروعة تحت الأرض (المكسرات والبطاطس وما إلى ذلك). ^[4]

داخل المضيف، يمكن لمسببات الأمراض أن تفعل مجموعة متنوعة من الأشياء للتسبب في المرض وتحفيز الاستجابة المناعية.

تتسبب الميكروبات والفطريات في ظهور أعراض بسبب معدل تكاثرها المرتفع وغزوها للأنسجة. ويؤدي هذا إلى استجابة مناعية، مما يؤدي إلى ظهور أعراض شائعة حيث تقوم الخلايا البلعمية بتفتيت البكتيريا داخل المضيف.

يمكن لبعض البكتيريا، مثل H. pylori ، أن تفرز السموم في الأنسجة المحيطة، مما يؤدي إلى موت الخلايا أو تثبيط وظيفة الأنسجة الطبيعية.

ومع ذلك، تستخدم الفيروسات آلية مختلفة تمامًا للتسبب في المرض. فبمجرد دخولها إلى المضيف، يمكنها القيام بأحد أمرين. في كثير من الأحيان، تدخل مسببات الأمراض الفيروسية الدورة التحللية؛ وهذا يحدث عندما يقوم الفيروس بإدخال الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي الخاص به في الخلية المضيفة، ويتكاثر، وفي النهاية يتسبب في انحلال الخلية، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من الفيروسات في البيئة. ومع ذلك، تحدث الدورة التحللية عندما يتم دمج الحمض النووي الفيروسي في جينوم المضيف، مما يسمح له بالمرور دون أن يلاحظه الجهاز المناعي. في النهاية، يتم إعادة تنشيطه ويدخل الدورة التحللية، مما يمنحه "عمر تخزين" غير محدد إذا جاز التعبير. ^[5]

هناك ثلاثة أنواع من التفاعلات بين المضيف والممرض بناءً على كيفية تفاعل الممرض مع المضيف. يحدث التكافل عندما يستفيد الممرض بينما لا يستفيد المضيف من التفاعل. ومن الأمثلة على ذلك البكتيريا العصوية الثايتايوميكرونية، التي توجد في الأمعاء البشرية ولكنها لا تقدم أي فوائد معروفة. ^[6] يحدث التكافل عندما يستفيد كل من الممرض والمضيف من التفاعل، كما هو الحال في معدة الإنسان. تساعد العديد من البكتيريا في تكسير العناصر الغذائية للمضيف، وفي المقابل، تعمل أجسامنا كنظام بيئي له. ^[7] يحدث التطفل عندما يستفيد الممرض من العلاقة بينما يتضرر المضيف. يمكن رؤية ذلك في طفيلي البلازموديوم المنجلي الوحيد الخلية الذي يسبب الملاريا عند البشر. ^[8]

على الرغم من أن مسببات الأمراض لديها القدرة على التسبب في المرض، إلا أنها لا تفعل ذلك دائمًا. يُوصف هذا بأنه مسببات أمراض تعتمد على السياق. يعتقد العلماء أن هذا التنوع يأتي من العوامل الوراثية والبيئية داخل المضيف. أحد الأمثلة على ذلك في البشر هو الإشريكية القولونية . عادة، تزدهر هذه البكتيريا كجزء من ميكروبات الأمعاء الطبيعية والصحية. ومع ذلك، إذا انتقلت إلى منطقة مختلفة من الجهاز الهضمي أو الجسم، فقد تسبب إسهالًا شديدًا. لذلك، في حين يتم تصنيف الإشريكية القولونية على أنها مسببة للأمراض، إلا أنها لا تتصرف دائمًا على هذا النحو. ^[9] يمكن أيضًا تطبيق هذا المثال على المكورات العنقودية الذهبية والنباتات الميكروبية الشائعة الأخرى في البشر.

حاليًا، تُعَد مضادات الميكروبات هي الطريقة الأساسية لعلاج مسببات الأمراض. صُممت هذه الأدوية خصيصًا لقتل الميكروبات أو تثبيط المزيد من النمو داخل بيئة المضيف. يمكن استخدام مصطلحات متعددة لوصف الأدوية المضادة للميكروبات. المضادات الحيوية هي مواد كيميائية تصنعها الميكروبات ويمكن استخدامها ضد مسببات الأمراض الأخرى، مثل البنسلين والإريثروميسين. المضادات الحيوية شبه المصنعة هي مضادات الميكروبات المشتقة من البكتيريا، ولكنها مُحسَّنة ليكون لها تأثير أكبر. وعلى النقيض من كليهما، يتم تصنيع المواد المصنعة بدقة في المختبر لمكافحة مسببات الأمراض. يمكن تصنيف كل من هذه الأنواع الثلاثة من مضادات الميكروبات إلى مجموعتين لاحقتين: مبيدة للجراثيم ومضادة للجراثيم. تقتل المواد المبيدة للجراثيم الكائنات الحية الدقيقة بينما تمنع المواد المضادة للجراثيم نمو الميكروبات. ^[10]

تتمثل المشكلة الرئيسية في علاجات الأدوية المسببة للأمراض في العالم الحديث في مقاومة الأدوية. لا يتناول العديد من المرضى العلاج الكامل بالأدوية، مما يؤدي إلى الانتقاء الطبيعي للبكتيريا المقاومة. ومن الأمثلة على ذلك المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين ( MRSA ). وبسبب الإفراط في استخدام المضادات الحيوية، لا يمكن إلا للبكتيريا التي طورت طفرات جينية لمحاربة الدواء أن تبقى على قيد الحياة. وهذا يقلل من فعالية الدواء ويجعل العديد من العلاجات عديمة الفائدة. ^[11]

بفضل تحليل الشبكة لتفاعلات المضيف والممرض والتحليلات واسعة النطاق لبيانات تسلسل الحمض النووي الريبي من الخلايا المضيفة المصابة، ^[12] نعلم أن بروتينات الممرض التي تسبب إعادة توصيل مكثفة لتفاعل المضيف لها تأثير أكبر في لياقة الممرض أثناء العدوى. تشير هذه الملاحظات إلى أنه يجب استكشاف المحاور في تفاعل المضيف والممرض كأهداف واعدة لتصميم الأدوية المضادة للميكروبات. ^[13] يمكن أيضًا استخدام تحليل البروتينات ثنائية النوع لدراسة تفاعلات المضيف والممرض من خلال تحديد كمية البروتينات التي تم تصنيعها حديثًا بواسطة المضيف والممرض في وقت واحد. ^[14] يهدف العديد من العلماء حاليًا إلى فهم التباين الجيني وكيف يساهم في تفاعل الممرض والتباين داخل المضيف. كما يهدفون إلى الحد من طرق انتقال العديد من مسببات الأمراض لمنع الانتشار السريع في المضيفين. مع تعلمنا المزيد عن تفاعل المضيف والممرض وكمية التباين داخل المضيفين، ^[15] يجب إعادة تعريف تعريف التفاعل. يقترح كاساديفال أن يتم تحديد القدرة المسببة للأمراض على أساس مقدار الضرر الذي يلحق بالمضيف، وتصنيف مسببات الأمراض إلى فئات مختلفة بناءً على كيفية عملها في المضيف. ^[16] ومع ذلك، من أجل التعامل مع البيئة المسببة للأمراض المتغيرة، يجب مراجعة طرق العلاج للتعامل مع الميكروبات المقاومة للأدوية.

• فيتوبيوم

• GPS-Prot محفوظ في 12 أبريل 2023 على موقع Wayback Machine تصور البيانات للتفاعلات البروتينية (HIV-Host)
• الخلية المضيفة والميكروب (مجلة)
• الميكروبات والعدوى (مجلة)
• VirHostNet – Virus- شبكات تفاعل البروتين المضيف مع البروتين
• PHI-base – قاعدة بيانات تفاعلات مسببات الأمراض مع المضيف
• خريطة شبكة التفاعل بين الفيروسات والبشر من جامعة هارفارد