اكتشف باحثون في جامعة كامبريدج أن 168 مادة كيميائية صناعية وزراعية شائعة يمكن أن تضر بالبكتيريا المفيدة في الأمعاء البشرية، مع تعزيز بعضها لمقاومة المضادات الحيوية. بناءً على فحص مخبري واسع النطاق، أنشأ الفريق نموذج تعلم آلي للتنبؤ بالمواد الكيميائية التي قد تشكل مخاطر على الميكروبيوم.
دراسة مخبرية واسعة النطاق بقيادة وحدة سموم MRC في جامعة كامبريدج اختبرت 1,076 ملوثًا كيميائيًا مصنوعًا من قبل الإنسان على 22 نوعًا من بكتيريا الأمعاء. حدد الباحثون 168 مادة تتداخل مع نمو الكائنات الدقيقة الموجودة عادة في أمعاء بشرية صحية، بما في ذلك المبيدات مثل المبيدات الأعشابية والحشرية المستخدمة في المحاصيل، بالإضافة إلى المواد الكيميائية الصناعية الموجودة في مواد مقاومة للحريق واللدائن.
وفقًا لجامعة كامبريدج وتغطية الصحافة التابعة لها، من المحتمل أن تدخل العديد من هذه المواد الكيميائية إلى الجسم من خلال الطعام أو مياه الشرب أو التعرض البيئي العام، على الرغم من أن معظمها لم يُعتقد سابقًا أنه يؤثر على البكتيريا. أعاقت المواد المحددة كضارة نمو بكتيريا الأمعاء التي يُعتقد أنها مهمة للصحة.
يُقدر أن ميكروبيوم الأمعاء البشرية يحتوي على حوالي 4,500 نوع مختلف من البكتيريا التي تدعم جماعيًا الهضم وتنظيم الوزن والوظيفة المناعية وجوانب الصحة النفسية. عندما يصبح هذا المجتمع غير متوازن، ارتبط بمشكلات مثل اضطرابات الهضم والسمنة والحالات المناعية ومشكلات الصحة النفسية.
في العمل الجديد، لاحظ الباحثون أنه مع تكيف بكتيريا الأمعاء مع بعض المواد الكيميائية المختبرة، طورت بعض الأنواع مقاومة للمضادات الحيوية مثل السيبروفلوكساسين. إذا حدثت عمليات مشابهة في جسم الإنسان، فقد يجعل ذلك بعض العدوى أصعب في العلاج، حذروا.
تقييمات السلامة الكيميائية القياسية عادة لا تأخذ في الاعتبار التأثيرات على ميكروبيوم الأمعاء، جزئيًا لأن العديد من المواد مصممة لتعمل على أهداف محددة، مثل الحشرات في حالة المبيدات الحشرية، بدلاً من البشر أو كائناتهم الدقيقة الساكنة.
باستخدام بيانات تجارب الفحص الخاصة بهم، طور الفريق نموذج تعلم آلي للتنبؤ ما إذا كانت المواد الكيميائية الصناعية والزراعية الحالية أو المصممة حديثًا عرضة لإيذاء بكتيريا الأمعاء البشرية. الدراسة، «Industrial and agricultural chemicals exhibit antimicrobial activity against human gut bacteria in vitro»، نُشرت في Nature Microbiology (2025؛ 10(12): 3107).
الدكتورة إندرا رو، المؤلفة الأولى للدراسة وباحثة في وحدة سموم MRC، قالت في بيان جامعة كامبريدج: «وجدنا أن العديد من المواد الكيميائية المصممة لتعمل فقط على نوع واحد من الأهداف، مثل الحشرات أو الفطريات، تؤثر أيضًا على بكتيريا الأمعاء. تفاجأنا بأن بعض هذه المواد الكيميائية كان لها تأثيرات قوية جدًا. على سبيل المثال، العديد من المواد الكيميائية الصناعية مثل مواد مقاومة للحريق والملدنات —التي نكون على اتصال منتظم بها— لم يُعتقد أنها تؤثر على الكائنات الحية على الإطلاق، لكنها تفعل».
الأستاذ كيران باتيل، المؤلف الرئيسي للدراسة في الوحدة نفسها، قال: «القوة الحقيقية لهذه الدراسة واسعة النطاق هي أن لدينا الآن بيانات للتنبؤ بتأثيرات المواد الكيميائية الجديدة، بهدف الانتقال إلى مستقبل حيث تكون المواد الكيميائية الجديدة آمنة بتصميمها».
الدكتور ستيفان كامراد، عضو آخر في الفريق البحثي، أضاف: «يجب أن تضمن تقييمات السلامة للمواد الكيميائية الجديدة للاستخدام البشري أنها آمنة أيضًا لبكتيريا أمعائنا، التي قد تتعرض للمواد الكيميائية من خلال طعامنا ومياهنا».
أكد العلماء أن المعلومات المحدودة لا تزال موجودة حول كيفية تأثير المواد الكيميائية البيئية مباشرة على ميكروبيوم الأمعاء والصحة البشرية في ظروف العالم الحقيقي. بينما تشير بيانات المختبر إلى أن بكتيريا الأمعاء من المحتمل أن تلتقي بالعديد من المواد الكيميائية المختبرة، يظل مستوى الوصول الفعلي إلى الأمعاء في الحياة اليومية غير واضح. ستكون بحاجة إلى أبحاث مستقبلية تتبع التعرض الكيميائي العام في الجسم لتحديد المخاطر الحقيقية.
لاحظ باتيل: «الآن بعد أن بدأنا في اكتشاف هذه التفاعلات في إعداد مختبري، من المهم البدء في جمع المزيد من بيانات التعرض الكيميائي في العالم الحقيقي، لنرى إذا كانت هناك تأثيرات مشابهة في أجسامنا».
في الوقت الحالي، يقترح باحثو كامبريدج وإرشادات الصحة المرتبطة خطوات عملية لتقليل التعرض للملوثات الكيميائية، مثل غسل الفواكه والخضروات جيدًا قبل الأكل وتجنب استخدام المبيدات في الحدائق المنزلية.
