تقنية سريعة للكشف عن تلوث الماء والطعام بالبكتيريا

أعلن علماء في مجال التكنولوجيا, عن نجاحهم في تطوير أسلوب جديد يكشف عن وجود البكتيريا في الماء والطعام والعينات البيولوجية والطبية, بصورة سريعة.

وأوضح الباحثون أن النظام الجديد يستخدم العلامات والمادة الوراثية في البكتيريا, مثل "آي. كولاي", للكشف عن وجود الجراثيم بصورة دقيقة وسريعة, الأمر الذي قد يفيد في تسريع الكشف أيضا عن الأسلحة البيولوجية المستخدمة في الأعمال العسكرية.

وقال الخبراء إن الاختبارات الحالية غير فعالة في الكشف عن الجراثيم, إذ تحتاج إلى بضعة أيام لتظهر نتائجها, كما أن قدرتها على التمييز بين سلالات البكتيريا المختلفة محدودة للغاية, بعكس التقنية الجديدة, التي تظهر نتائجها في غضون ساعة واحدة إلى ثلاث ساعات, ولا تحتاج إلى مهارة وحرفية عالية لإجرائها وتفسير نتائجها.

وقال الدكتور ييشيزكيل كاشي, من كلية الهندسة الغذائية والتكنولوجيا الحيوية ومعهد بحوث المياه, الذي طور التقنية بالتعاون مع زملائه في كلية المصادر الطبيعية في معهد فيرجينيا التكنولوجي الأميركي, وقسم التغذية بجامعة واين, إن التعرف الدقيق على السلالات البكتيرية قد يكون حاسما في سرعة التشخيص, وتحديد الإستراتيجيات العلاجية الفعالة, فعلى سبيل المثال, يحتاج الأطباء إلى عدة أيام لتحديد إصابة المريض بالتهاب القناة البولية, الذي يؤدي إلى تلف دائم في الكليتين, أما مع التقنية الجديدة فقد أصبح بإمكان المريض تعاطي العلاج فورا خلال ساعات قليلة بعد الفحص.

ويرى الخبراء أن هذه التقنية تحسن حساسية وسرعة الكشف والتعرف عن البكتيريا المؤذية مثل "آي.كولاي", وتقدم طريقة مثالية للفحص الميكروبي لمصادر الطعام والمياه الملوثة, وتحمي من الهجمات باستخدام الأسلحة الجرثومية.

وأثناء تطوير النظام الجديد, وجد الباحثون أن تتابعات المادة الوراثية "دي إن أيه" البكتيرية تحتوي على آلاف التكرارات التتابعية غير المشفّرة, أو ما يعرف بالتكرار التتابعي البسيط, وتختلف مواقعها المميزة في كل سلالة بكتيرية, مما يعطيها بصمة خاصة تميزها عن غيرها, ويمكن باستخدام التقنيات المتوافرة الحالية المخصصة لتحليل المادة الوراثية, التعرف عن هذه البصمات البكتيرية تماما, كما يعرّف اختصاصيو الطب الشرعي البصمات في مسرح الجريمة.

وأشار الباحثون إلى أنه قد تم تحضير بطاقة تعريف لكل نوع من البكتيريا على جهاز الحاسوب, الأمر الذي يسمح بإجراء مقارنة دقيقة وشاملة لجميع السلالات البكتيرية الحية في العالم, بأسلوب سهل وسريع, لافتين إلى أن هذه الطريقة واعدة في مجال علوم الأحياء أيضا, إذ تسمح برصد الاختلافات, التي تتراكم ببطء في الجينوم البكتيري على مدى الزمن, ودراسة أنماط التغير والتنوع بين السلالات, للتوصل إلى نظرة أدق وفهم أعمق للتطور البكتيري.

ونوه الخبراء في تقرير البحث الذي نشرته مجلة (بحوث الجينوم), إلى أن استخدام بطاقة التعريف البكتيرية سيساعد في تمييز سلالات البكتيريا, التي تملك درجات إمراضية مختلفة, وتسبب أعراضا سريرية, كأنواع البكتيريا, التي تؤذي الكلى مثلا، أو أنواع المكورات المتسلسلة المؤذية للقلب.

وتتمثل الخطوة الثانية في تطوير هذا النظام, في ابتكار أدوات وأجهزة أوتوماتيكية تسجل قراءات المادة الوراثية الميكروبية تلقائيا, لتعطي نتائج سريعة, سواء في المختبرات والمراكز الصحية أو في عيادات الأطباء.