Saccharomyces boulardii

الخميرة Saccharomyces boulardii هي خميرة عُزلت لأول مرة عام 1923 من قشور فاكهة الليتشي ( Litchi chinensis ) والمانغوستين ( Garcinia mangostana ) على يد العالم الفرنسي هنري بولارد . وصفت التقارير المبكرة S. boulardii كنوع متميز بخصائص تصنيفية واستقلابية وجينية فريدة؛ إلا أن التحليلات الجينومية اللاحقة أظهرت أنها ليست نوعًا منفصلاً، بل سلالة من Saccharomyces cerevisiae ، إذ تتشارك في أكثر من 99% من تسلسل الجينوم مع سلالات أخرى من S. cerevisiae . ^{[ 1 ] [ 2 ]} ونتيجة لذلك، يُشار إليها غالبًا باسم S. cerevisiae var. boulardii[ ^{3 ] [ 4 ] [ 5 ]​}

تُستخدم خميرة S. boulardii كخميرة بروبيوتيك ، بهدف استعمار الجهاز الهضمي بشكل مؤقت وتقليل خطر الإصابة ببعض اضطرابات الجهاز الهضمي. ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} وهي قادرة على النمو في درجة حرارة جسم الإنسان (37 درجة مئوية؛ 98.6 درجة فهرنهايت). ^{[ 2 ] [ 9 ]} في الأفراد الأصحاء، تُعتبر S. boulardii عمومًا غير ممرضة وغير جهازية، إذ تبقى محصورة في الجهاز الهضمي. ^{[ 10 ]}

وبحسب ما ورد، فقد أبدى هنري بولارد اهتماماً بالخميرة بعد أن لاحظ سكان جنوب شرق آسيا وهم يتناولون قشور الليتشي والمانغوستين أثناء تفشي الكوليرا ، وهي ممارسة يُعتقد أنها تخفف من أعراض الإسهال .

كما تم استخدام S. boulardii ككائن نموذجي في البيولوجيا الجزيئية، وقد ثبت أن نظام تحرير الجينوم CRISPR-Cas9 يعمل بفعالية في هذه الخميرة. ^{[ 11 ]}

وُصفت خميرة S. boulardii في الأصل كنوعٍ مُختلف عن خميرة S. cerevisiae بناءً على سماتٍ ظاهرية، بما في ذلك عدم قدرتها على تخمير الجلاكتوز ، وعدم قدرتها على تكوين الأبواغ في ظل ظروف المختبر القياسية، وزيادة تحملها لدرجة حرارة جسم الإنسان، وحموضة المعدة، والإنزيمات الهاضمة مُقارنةً بالعديد من سلالات S. cerevisiae . ^{[ 2 ]} ومع ذلك، أظهرت التحليلات الجزيئية والجينومية اللاحقة أن S. boulardii تقع ضمن التنوع الجيني لـ S. cerevisiae ، مُشكلةً فرعًا مُتميزًا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالسلالات المرتبطة بالنبيذ. ^{[ 3 ]}

مثل سلالات الخميرة الأخرى من نوع S. cerevisiae ، تمتلك S. boulardii ستة عشر كروموسومًا نوويًا وبلازميدًا بحجم 2 ميكرون ، وهي ثنائية الصيغة الصبغية ، وتحمل محددات جينية لكلا نوعي التزاوج ( MATa وMATα ). مع ذلك، يحتوي موقع MATa في S. boulardii على طفرات يُتوقع أن تُضعف التزاوج وتكوين الأبواغ، وهو ما قد يُفسر انخفاض أو غياب نمط تكوين الأبواغ في ظروف المختبر. ^{[ 3 ]}

تتشابه خميرة S. boulardii مع سلالات أخرى من خميرة S. cerevisiae في إنتاج بروتينات مُفرزة، ثبت أنها تتداخل مع بعض مسببات الأمراض البكتيرية وسمومها، بما في ذلك فوسفاتاز (Pho8) بوزن 63 كيلو دالتون، والذي يقلل من نشاط السموم الداخلية لبكتيريا الإشريكية القولونية ، وبروتياز سيرين (Ysp3) بوزن 54 كيلو دالتون، القادر على تحليل سموم المطثية العسيرة A و B. كما ورد أن بروتينًا إضافيًا، لم يُحدد بعد، بوزن 120 كيلو دالتون تقريبًا، يثبط الزيادة التي يُحدثها سم الكوليرا في مستوى الأدينوسين أحادي الفوسفات الحلقي (cAMP) داخل الخلايا. ^{[ 3 ]}

إضافةً إلى هذه الخصائص المشتركة، حددت الدراسات المقارنة سمات أيضية وتنظيمية مناعية تميز خميرة S. boulardii عن العديد من سلالات S. cerevisiae الأخرى ، وقد تُسهم في نشاطها كمُعزز حيوي. تشمل هذه السمات زيادة إنتاج الأسيتات والساكسينات في الظروف الهوائية، وتعزيز التأثيرات المضادة للالتهابات في النماذج الخلوية، والتنشيط الانتقائي لمستقبلات الهيدروكربون العطري (AhR) ، وهو مُنظم رئيسي لتوازن المناعة المعوية. ^{[ 2 ] [ 12 ]} كما تُشفّر خميرة S. boulardii نسخًا إضافية من جينات الفلوكولين ، مما قد يُعزز التفاعلات مع مسببات الأمراض البكتيرية ويُقلل من التصاقها بطبقة المخاط المعوي. ^{[ 3 ]}

تُعدّ سلالة CBS 5926، المُودعة أيضًا تحت رقمي تجميع المزارع ATCC 74012 و CNCM I-745، السلالة المرجعية الأكثر توصيفًا (النمطية) لخميرة S. boulardii. ^{[ 14 ]} تُهيمن هذه السلالة على الاستخدام التجاري لخميرة S. boulardii ، وتُنتجها شركة الأدوية Biocodex؛ وقد خضعت للتقييم في أكثر من 90 تجربة سريرية عشوائية. ^{[ 15 ]} بالإضافة إلى CNCM I-745، تُسوّق العديد من الشركات المُصنّعة مُكمّلات S. boulardii المُشتقة من سلالات مُختلفة، وغالبًا ما تكون مُلكية خاصة، بما في ذلك CNCM I-1079 وCNCM I-3799 وDBVPG 6763، على الرغم من أنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت مُطابقة جينيًا لسلالة CBS 5926. ^{[ 2 ] [ 16 ] [ 17 ]}

يمكن استخدام خميرة S. boulardii في صناعة البيرة ، حيث تبقى الخميرة الحية في المنتج النهائي. ويمكن أن تتعايش مع أنواع أخرى من خميرة S. cerevisiae في مزارع البادئات المختلطة. ^{[ 32 ]}

ويمكن استخدامه أيضاً في الخبز ، حيث تترجم قدرته على ردع البكتيريا إلى منع تلف الخبز ، وهو عيب يصيب الخبز بسبب تلوثه ببكتيريا Bacillus subtilis أو Bacillus licheniformis . ^{[ 33 ]}

إضافةً إلى استخدامها كبروبيوتيك طبيعي، حظيت بكتيريا S. boulardii باهتمام متزايد ككائن حيّ أساسي في البيولوجيا التركيبية والعلاجات الميكروبية المُهندسة . وقد حفّزت قدرتها على البقاء في ظروف الجهاز الهضمي، واستمرارها المؤقت في الأمعاء، وسجلها الآمن المُثبت، الجهود المبذولة لتعديلها وراثيًا لتوصيل الجزيئات العلاجية موضعيًا. وقد أُفيد أن السلالات المُهندسة تُعبّر عن بروتينات غير متجانسة، مثل السيتوكين المضاد للالتهابات إنترلوكين-10 (IL-10) [ ^{34 ] ،} بهدف الحد من التهاب الأمعاء، بالإضافة إلى هرمونات ببتيدية، بما في ذلك إكسيندين-4 ^{[ 35 ]} ، وهو مُنشّط لمستقبلات الببتيد الشبيه بالجلوكاجون-1 (GLP-1 ) الذي دُرِسَ في تطبيقات أيضية وغدية. كما صُممت متغيرات مُهندسة أخرى لإفراز ببتيدات مضادة للميكروبات، أو إنزيمات مُعادلة للسموم، أو مُستقلبات مُعدّلة للمناعة، أو لتعديل إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة. ^{[ 11 ]} بشكل جماعي، تضع هذه الأساليب S. boulardii كمنصة واعدة لمنتجات العلاج الحيوي الحي من الجيل التالي (تسمى أيضًا علاجات الميكروبيوم المتقدمة)، والاستفادة من البيولوجيا التركيبية لتوسيع إمكاناتها العلاجية إلى ما هو أبعد من البروبيوتيك التقليدية.

في الأفراد ذوي المناعة الضعيفة ، ارتبط استخدام فطر S. boulardii بتجرثم الدم الفطري أو العدوى الموضعية، والتي قد تكون مميتة . ^{[ 36 ]} عمومًا، يُعدّ فطر S. boulardii آمنًا للاستخدام لدى الأفراد الأصحاء، ولم تُسجّل أي حالات تجرثم دم فطري مرتبطة باستخدامه، وفقًا لأفضل الأدلة الحديثة، لدى المرضى ذوي المناعة السليمة. [ ^{10 ] أشارت} مراجعة لحالات مرضى مصابين بفيروس نقص المناعة البشرية من النوع الأول (HIV-1) والذين تلقوا علاجًا بفطر S. boulardii إلى أنه آمن. ^{[ 37 ]} أظهرت دراسة استرجاعية شملت 32000 مريضًا منومًا في قسم الأورام الدموية عدم حدوث أي حالات تعفن دموي فطري مع استخدام فطر S. boulardii . ^{[ 38 ]}