الالتصاق والاستعمار البكتيري

يُعد الالتصاق الخطوة الأولى الحاسمة لمعظم العدوى البكتيرية: فقبل أن تتمكن المسببات المرضية من الاستعمار أو الغزو أو إطلاق السموم، يجب أن تثبت نفسها على سطح المضيف ضد قوى الإزالة مثل تدفق المخاط، والتمعج، والبول. تتعرف الالتصاقات (Adhesins)، وهي الجزيئات السطحية التي تتوسط هذا الارتباط، على مستقبلات مضيفة محددة، وبالتالي تساعد في تحديد الأنسجة التي يمكن لمسبب مرضي معين أن يحتلها.

Definition

الالتصاق البكتيري هو الارتباط المحدد لبكتيريا بخلية مضيفة أو سطح من خلال الالتصاقات (الأهداب/الشعيرات أو البروتينات المثبتة على السطح) التي تتعرف على مستقبلات مضيفة مكملة؛ والاستعمار هو التأسيس والتكاثر اللاحق للتجمع البكتيري في ذلك الموقع.

Scope

يغطي هذا الموضوع الآلية الجزيئية للالتصاق البكتيري، والتمييز بين الالتصاقات الشعرية (pilus) وغير الشعرية (non-pilus)، وخصوصية المستقبلات التي تكمن وراء الانجذاب النسيجي (tissue tropism)، والانتقال من الالتصاق الأولي إلى الاستعمار المستقر وتكوين الأغشية الحيوية (biofilm). إنه موضوع مرجعي في الإمراض البكتيري، وليس إرشادات سريرية.

Core questions

• ما هي الجزيئات التي تتوسط الالتصاق، وما هي مستقبلات المضيف التي تتعرف عليها؟
• كيف تشكل خصوصية الالتصاق-المستقبل الانجذاب النسيجي؟
• كيف يتطور الاتصال الأولي القابل للعكس إلى استعمار مستقر وغشاء حيوي؟

Key concepts

• الالتصاقات (Adhesins)
• الأهداب والشعيرات (Pili and fimbriae)
• التصاقات الطرف (مثل FimH)
• التصاقات غير شعرية (غير خيطية)
• خصوصية المستقبلات والانجذاب النسيجي
• الاستعمار
• تكوين الغشاء الحيوي (Biofilm formation)

Mechanisms

يبدأ الالتصاق عادةً بأهداب أو شعيرات طويلة تشبه الشعر يتم تجميعها بواسطة مسارات مخصصة (مثل نظام الشابرون-أشر)، حيث ترتبط الالتصاقات الطرفية الخاصة بها بسكريات أو بروتينات مضيفة محددة؛ على سبيل المثال، تستخدم الأهداب من النوع 1 لبكتيريا الإشريكية القولونية المسببة لالتهاب المسالك البولية (uropathogenic Escherichia coli) الالتصاق FimH للارتباط بالمستقبلات الممانوزية. يمكن للالتصاقات الأقصر غير الشعرية المثبتة في جدار الخلية أن تتوسط بعد ذلك الاتصال الوثيق. تملي خصوصية المستقبلات الانجذاب النسيجي، مما يقيد المسبب المرضي بالأسطح التي تتعرف عليها مستقبلاته. يسمح الارتباط المستقر للتجمع بمقاومة الإزالة الميكانيكية، والتكاثر، وفي العديد من الأنواع، النضوج إلى مجتمع غشاء حيوي ملتصق بالسطح.

Clinical relevance

نظرًا لأن الالتصاق هو الخطوة الأولى للعدوى، فإن الالتصاقات هي أهداف لأبحاث اللقاحات ومضادات الالتصاق، وتساعد خصوصية مستقبلاتها في تفسير سبب إصابة بكتيريا معينة لأنسجة معينة. يصف هذا المدخل آليات الالتصاق كمرجع ولا يقدم توصيات تشخيصية أو علاجية.

History

نشأ الاعتراف بأن الجزيئات السطحية المحددة تتحكم في الالتصاق البكتيري من العمل الذي تم في منتصف القرن العشرين على الشعيرات والتراص الدموي (haemagglutination)، وتطور مع التحليل الجزيئي لمسار الأهداب الشابرون-أشر والالتصاقات الطرفية مثل FimH، مما قدم صورة هيكلية ملموسة لكيفية تعرف البكتيريا على مستقبلات المضيف.

Key figures

• Pascale Cossart
• Javier Pizarro-Cerda
• Stanley Falkow
• Scott Hultgren

Seminal works

• pizarro-cerda-cossart-2006
• finlay-falkow-1997

Frequently asked questions

لماذا يعتبر الالتصاق الخطوة الأولى للعدوى؟

تتم إزالة أسطح المضيف باستمرار بفعل تدفق المخاط، وحركة السوائل، والتساقط؛ وما لم تثبت البكتيريا نفسها بواسطة الالتصاقات، فإنها تُجرف قبل أن تتمكن من الاستعمار أو الغزو أو إيصال السموم.

كيف يرتبط الالتصاق بالانجذاب النسيجي؟

ترتبط الالتصاقات بمستقبلات مضيفة محددة، لذا لا يمكن لمسبب مرضي أن يستعمر إلا تلك الأنسجة التي تعرض المستقبل المطابق، وهو عامل محدد رئيسي لمكان حدوث العدوى.