في المشهد الخفي للجسم، تتحرك الخلايا عبر مساحات ليست كيميائية فحسب، بل فيزيائية أيضًا. الأسطح تضغط إلى الوراء. الأنسجة تتمدد وتقاوم. حتى على أصغر المقاييس، تتكشف الحياة في تواصل مع الضغط، والملمس، والحركة.
تستند خلايا المناعة، مثل المستكشفين الهادئين في هذا التضاريس، إلى أكثر من مجرد إشارات جزيئية. إنها تشعر بمحيطها. تشعر بصلابة الأنسجة، وقبضة البروتينات المحيطة، والملامح الميكانيكية للبيئات التي تدخلها. هذه الوعي الدقيق - الذي يوصف غالبًا بأنه إحساس ميكانيكي - يساعد في توجيه كيفية تحركها، والتعلق، والاستجابة عند ظهور العدوى.
ومع ذلك، تشير الأبحاث الحديثة إلى أن تأثيرًا غير متوقع قد يكون يشكل هذه الحساسية الخلوية: زوج من المضادات الحيوية شائع جدًا لدرجة أن العديد من المختبرات تشملها تقريبًا بشكل تلقائي.
لقد تم استخدام مجموعة البنسلين والستربتوميسين - المعروفة على نطاق واسع في الأبحاث باسم "بين-سترب" - لفترة طويلة في زراعة الخلايا لمنع التلوث البكتيري. لعقود، تم التعامل معها كوجود محايد، كحماية بدلاً من كونها مشاركة نشطة في التجارب البيولوجية.
لكن النتائج الجديدة تشير إلى أن هذا الافتراض قد لا يكون صحيحًا تمامًا.
اكتشف العلماء الذين يدرسون البلعميات، وهي نوع من خلايا المناعة المسؤولة عن ابتلاع مسببات الأمراض وإزالة الحطام، أن التعرض للبنسلين-ستربتوميسين يمكن أن يغير كيفية تصرف هذه الخلايا جسديًا. مع مرور الوقت، أصبحت البلعميات المعالجة بالمضادات الحيوية أكثر صلابة بشكل ملحوظ، مما غير خصائصها الميكانيكية بطرق تؤثر على كيفية تفاعلها مع بيئتها.
لاحظ الباحثون أن هذا التحول في الصلابة كان مصحوبًا بتغيرات في كيفية انتشار الخلايا عبر الأسطح والاستجابة للبروتينات التي تشكل عادةً مصفوفة الجسم خارج الخلوية. على بعض المواد - بما في ذلك الكولاجين واللامينين - انتشرت الخلايا بشكل أكثر سهولة، بينما كانت استجابتها على مواد أخرى أقل، مما يشير إلى أن قدرتها على تفسير الإشارات الميكانيكية قد أعيد برمجتها بشكل دقيق.
وراء هذه التغيرات الفيزيائية كانت هناك تحول أعمق في الإشارات الخلوية. أظهرت الجينات المرتبطة بالإحساس الميكانيكي، وخاصة تلك المرتبطة بمسارات YAP وTAZ التنظيمية، نشاطًا متزايدًا بعد علاج البنسلين-ستربتوميسين. في الوقت نفسه، تم تقليل تعبير β1-integrin - وهو جزيء رئيسي يشارك في كيفية تعلق الخلايا بالهياكل المحيطة.
تشير هذه التغيرات مجتمعة إلى أن المضادات الحيوية يمكن أن تؤثر على الآلية الجزيئية التي من خلالها تدرك خلايا المناعة وتستجيب للقوى الميكانيكية.
تمتد العواقب إلى ما هو أبعد من السلوك الفيزيائي البسيط. لاحظ الباحثون أيضًا مستويات أعلى من أنواع الأكسجين التفاعلية داخل الخلايا المعالجة، إلى جانب تغييرات في تعبير الجينات المناعية. أظهرت البلعميات المعرضة للبنسلين-ستربتوميسين إشارات التهابية متغيرة وقدرة مخفضة على أداء البلعمة، وهي العملية التي تبتلع من خلالها خلايا المناعة الميكروبات والحطام.
بالنسبة للعلماء الذين يعملون مع الخلايا المزروعة، تحمل النتائج تداعيات عملية. نظرًا لأن البنسلين-ستربتوميسين يتم إضافته بانتظام إلى وسائل المختبر، فإن تأثيره الدقيق على الميكانيكا الخلوية يمكن أن يؤثر على التجارب المصممة لدراسة سلوك المناعة، وميكانيكا الأنسجة، أو الاستجابات الالتهابية.
تشير الدراسة أيضًا إلى سؤال بيولوجي أوسع. إذا كانت المضادات الحيوية يمكن أن تؤثر على كيفية إحساس خلايا المناعة ببيئتها جسديًا في ظروف المختبر، فقد يسأل الباحثون في النهاية عما إذا كانت آثار مماثلة تحدث أثناء العلاج الطبي داخل الجسم.
حتى الآن، تضيف هذه الأعمال طبقة جديدة من الفهم إلى زوج مألوف من الأدوية. إنها تشير إلى أن المضادات الحيوية، التي تم النظر إليها لفترة طويلة بشكل أساسي من خلال عملها الكيميائي ضد البكتيريا، قد تشكل أيضًا اللغة الميكانيكية التي من خلالها تفسر خلايا المناعة العالم من حولها.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي المرئيات تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي وتعمل كتمثيلات مفاهيمية.
تحقق من المصدر
ScienceAlert Phys.org Medical Xpress PubMe PubMed Materials & Biomechanics