ناقش قسم الفيزياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة (دراسة تأثير استعمال طرائق فيزيائية مختلفة على الحيوية والمادة الوراثية لبعض انواع البكتيريا) للطالبة (ساره عامر عبد العباس) التي انجزتها تحت اشراف (أ.د. خالد هادي مهدي) ونوقشت من قبل أعضاء لجنة المناقشة المبينة أسمائهم فيما يأتي :
– أ.د. محمود سالم (رئيسا)
– أ.م.د. محمد مهدي جواد (عضوا)
– م.د. رونق قيس غضبان (عضوا)
– أ.د. خالد هادي مهدي (عضوا ومشرفا)
وتهدف الدراسة الى :
-
دراسة كفاءة استعمال الطرائق الفيزيائية كالاشعة المؤينة والماء الممغنط واشعة الليزر في القضاء على البكتيريا الموجبة والسالبة لصبغة كَرام لبعض الامراض والملوثة للسطوح الحية وغير الحية.
-
دراسة تأثير استعمال شدد مختلفة وتوقيتات مختلفة في السيطرة على تلك البكتيريا الموجبة والسالبة لصبغة كرامَ.
-
استعمال الطرائق الوراثية الحديثة ومنها تقانة الـ(PCR) للتعرف على مدى تأثر البكتيريا المستعملة في الدراسة بالعوامل الفيزيائية حسب الشدة والوقت وكذلك نسب الجرع.
تضمن هذا العمل مراحل رئيسة, مرحلة يتم فيها جمع النماذج البكتيرية من اصابات مختلفة كالحروق والجروح ،ومن حالات سريرية مختلفة ولكلا الجنسين وبمختلف الاعمار بين (11 -58 سنة) للمرضى الراقدين والوافدين في عدد من مستشفيات محافظة بابل (مستشفى الحلة التعليمي والمختبرات التعليمية الموجودة فيها وكذلك مستشفى الامام علي (ع))وللفترة من 30 تشرين الاول 2019 ولغاية 22 كانون الثاني 2020 وكان عدد العينات التي تم جمعها (63عينة) اما عدد العينات التي تم تطبيق الطرائق الفيزيائية عليها كانت (8عينات)،وتم زرع النماذج على مجموعة من الاوساط الزرعية للبكتيريا وهي ( اجار الماكونكي MacConkey agar واجار الدم Blood agar وكذلك الاجار المغذي للقلب والدماغ Brain heart agar )، والغاية من الزرع هو الحصول على عزلات بكتيرية نقية وهي كانت لبكتيريا الزائفة الزنجارية Pseudomonas aeruginosa)) وكذلك لبكتيريا المكورات العنقودية الذهبية Staphylococcus aureus)) وبالاعتماد على الصفات المظهرية لها.
اما المرحلة التالية هي تعريض هذه البكتيريا وتم تشخيصها الى مجموعة من المؤثرات الفيزيائية المختلفة, بتعريض تلك النماذج البكتيرية الى مصادر مشعة, اذ تم استعمال نظير السيزيوم(137Cs) ونظير الكوبلت(60Co) الباعثين لجسيمات بيتا واشعة كَاما وبفعالية (ciµ1) و(ciµ10) بجرع مقبولة ولمدة (h3-1h-2h)، كما تم تعريض النماذج البكتيرية للماء الممغنط الذي تم تحضيره باستعمال جهاز المغنطة الذي صممه ونفذه الباحثين في كلية التربية / ابن الهيثم ، وذلك بمغنطة الماء المقطر في الجهاز لمدد مختلفة (h3-1h-2h) وتعريض البكتيريا لمدد (h3-h2-h1-1/2h) وبارتفاع ( ml8) و (10ml)، كما تم هي استعمال الليزر ذو النمط المستمر ولمدة (10min-20min-30min)، و بعد اتمام عملية التعريض لكل من الطرائق الثلاثة تم زراعة تلك النماذج المعرضة في الاوساط الزرعية ووضعت في الحاضنة لمدة ( (24h، اذ تم ملاحظة مدى حدوث تغير في الشكل الخارجي للمستعمرات البكتيرية الناتجة، (هذا العمل تم في مختبرات كلية العلوم /الجامعة المستنصرية).
اعتمدت تقانة تفاعل البلمرة المتسلسل الـ PCR والتي أساسًا مهماً للعديد من الفحوصات الوراثية لتحديد الجين المسؤول عن المقاومة لتلك الطرائق الفيزيائية ،وباستعمال هذه التقانة يتم تضخيم نُسخٍ ذات كميات صغيرة جدًا من الحمض النووي، وعند اعتماد هذه التقانة لفحص الجين Sak)) أظهرت أن العزلات الإيجابية وهي التي تمتلك هذا الجين بحجم( 492) زوج قاعدي عند مقارنتها بسلم الـ(DNA) بعد التعرض لليزر أشباه الموصلات وكذلك التشعيع باستعمال نظير الكوبلت (60Co) في أوقات تعرض مختلفة بالنسبة لبكتيريا الــ( (S. aureus التي تعرضت للتطفير، وبعد الحصول على هكذا نتائج لغرض تقليل نمو البكتيريا ومحاولة تثبيط نموها يتم استعمال طريقة فيزيائية ثانية بعد استعمال الطريقة الاولى, وبنفس الاسلوب السابق يتم تكراره عمل الطرائق وعند الزرع تم الحصول على نسب قتل تامة للبكتيريا بحدود( 100%) .
اظهرت النتائج المحصلة من استعمال تلك الطرائق الفيزيائية المختلفة انها جميعا فعالة، كانت الاكثر فاعلية هي باستعمال طريقتين تم الحصول فيها على نسبة قتل 100%، وهما طريقة التشعيع وطريقة الليزر تكون الافضل في القضاء على التجمعات البكتيرية تحت الجلد وذلك للتأثير العالي على بكتيريا المكورات العنقودية (S.aureus) وبكتيريا الزائفة الزنجارية (P.aeruginosa).
تم الحصول من الطريقتين السابقتين على افضل النتائج الخاصة في تغيير التركيب البكتيري الناتج او القضاء على البكتيريا والملاحظ من خلال الشكل الخارجي وهي سريعة (تحتاج الى وقت اقل) مما هو عليه باستعمال الماء المغناطيسي الذي يكون الفعال ايضا الا انه يحتاج لوقت اكثر، لقد اظهرت الطرائق الثلاث المستعملة فروقات معنوية عموما لمعظم التجارب ووفقا لاختبار دنكن متعدد الحدود، ومن الممكن استنتاج طريقة مناسبة في معالجة الاصابة بهذه الانواع من البكتيريا وخاصة الحروق والجروح من خلال جمع اكثر من طريقة.
واخيرا نود ان نبين ان الدراسة الحالية تعد من الدراسات المهمة جداً و الحيوية لأنها تعطي علاج فعال ورخيص الثمن لكثير من الامراض المسببة بفعل البكتيريا ، بالإضافة الى ان بعضاً من نتائج الدراسة الحالية تقدم لأول مرة وحسب علم الباحثون.
وخلصت الطالبة الى التوصيات الاتية :
-
اعتماد طرائق فيزيائية مختلفة عن الطرائق التي اعتمدت في هذه الدراسة على انواع بكتيرية اخرى مغايرة عن انواع البكتيرية المدروسة اعلاه.
-
من الممكن اعتماد طريقة التشعيع والماء الممغنط وكذلك طريقة الليزر ليس فقط على البكتيريا فحسب بل من الممكن التوسع بالعمل ليشمل الفيروسات وكذلك الفطريات.
-
يمكن تطوير العمل ودراسة الاستجابة البكتيرية لكل من الطاقة والفعالية وتحديد ما يمكن ان نسميه بحدود العتبة للاستجابة لكل من طريقتي التشعيع (الليزر واشعة كَاما).
-
يمكن وضع اسلوب للمعالجة في ضوء النتائج والاستنتاج في كل ما تقدم واستعمال هذه الطرائق بشكل فعال ومشترك بينهم.
-
لقد اعتمدت طريقة الماء الممغنط لمدة (h -2h -3h1) بشكل مستمرة على البكتيريا ومن الممكن الاستعمال لأكثر من هذا وقت وبيان تأثير الماء الممغنط على القسم المدروس (بكتيريا – فطريات – فيروسات )
-
استخدمت طريقة التشعيع لمدة (1h -2h -3h) مستمرة على البكتيريا ومن الممكن الاستخدام بتغيير مقدار زمن التشعيع اما بزيادة المدة الزمنية او تقليلها ومعرفة مقدار التأثير الناتج على القسم المدروس (بكتيريا- فطريات- فيروسات).
-
اعتماد طريقة الليزر لفترة لمدة قليلة جدا على البكتيريا ومن الممكن كذلك استعمال انواع الليزرات اخرى وبتغيير كذلك المدة الزمنية وايضا ما اذا كان ليزر مستمر او نبضي ومعرفة مدى تأثير الليزر في الجزء المدروس ايضا (بكتيريا -فطريات – فايروسات).
-
استعمال طرائق التحليل الوراثي والاجهزة الحديثة في الدراسات الوراثية مثل الـ(PCR) و(Sequencing) لبيان مدى تأثر او عدم تأثر المادة الوراثية من التعريض للطرائق او العوامل الفيزيائية التي استعملت في هذه الدراسة او الدراسات المستقبلية.
The effect of using different physical methods on the vitality and Genetic material of some bacterial species
By Sara Amir AbdulAbbas
Supervised by Khalid Hadi Mahdi
Abstract
This work included major stages, a stage in which bacterial samples are collected from different injuries such as burns and wounds, and from different clinical cases for both sexes and for different ages between (11-58 years) for incoming and outgoing patients in a number of hospitals in Babil Governorate (Hilla Teaching Hospital, Teaching Laboratories and Hospital Imam Ali) and for the period from October 30, 2019 to January 22, 2020, the number of samples that were collected was (63)، The number of samples on which the physical methods were applied were (8 samples)، And blood agar and Brain heart agar), and the purpose of the culture is to obtain pure bacterial isolates which were for (Pseudomonas aeruginosa) and (Staphylococcus aureus), depending on their phenotypic characteristics
The next stage is to expose these bacteria and they were diagnosed to a set of different physical influences by exposing these bacterial models to radioactive sources, as the isotope of cesium (Cs137) and the isotope of cobalt (Co60) were used that emit beta particles and gamma rays, effectively (1µci) and (10µci) With acceptable doses for a period of (1h-2h-3h), the bacterial samples were exposed to the magnetized water that was prepared using the magnetization device designed and implemented by researchers at the College of Education / Ibn Al-Haytham, by magnetizing the distilled water in the device for different periods (h3-1h-2h) Exposing the bacteria to a period of (1/2h-1h-2h-3h) at a height of (8ml) and (10ml), as was the use of a continuous pattern laser for a period of (10min-20min-30min), and after completing the exposure process for each of the three methods, Cultivation of these exposed models in agricultural circles and placed in the incubator for a period of (24h), as the extent of a change in the external shape of the resulting bacterial colonies was observed, (This work was done in the laboratories of the College of Science / Al-Mustansiriya University)
The technique of polymerase chain reaction (PCR) has been adopted, which is an important basis for many genetic tests to determine the gene responsible for resistance to these physical methods, and by using this technology copies of very small amounts of DNA are amplified, and upon adopting this technology to examine the gene (Sak) showed that positive isolates It has this gene in the size of (492) base pair when compared to the (DNA) ladder after exposure to the semiconductor laser as well as irradiation with the cobalt isotope (Co60) at different exposure times for (S. aureus) bacteria that were subjected to mutagenesis, and after obtaining Thus results for the purpose of reducing the growth of bacteria and trying to inhibit their growth, a second physical method is used after using the first method, and with the same previous method, the methods are repeated and upon cultivation, complete killing rates of bacteria were obtained up to (100
The results obtained from the use of these different physical methods showed that they are all effective, the most effective was by using two methods in which a 100% killing rate was obtained, namely the irradiation method and the laser method which is the best in eliminating bacterial communities under the skin due to the high impact on bacteria (S. aureus) and (P.aeruginosa).
From the two previous methods, the best results were obtained in changing the resulting bacterial composition or eliminating bacteria, which is observed through the external appearance and it is quick (needs less time) than it is by using magnetic water, which is also effective, but it needs more time, the methods have shown The three used mean differences are generally significant for most of the experiments and according to the Duncan polynomial test, and it is possible to conclude an appropriate method in treating infection with these types of bacteria, especially burns and wounds, by combining more than one method.
Finally, we would like to show that the current study is one of the most important and vital studies, because it gives an effective and cheap treatment for many diseases caused by bacteria, in addition to some of the results of the current study presented for the first time according to the researchers’ knowledge
