Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Antibiyotiklerin Tahtı Sallanıyor: Kontak Bağımlı İnhibisyon (CDI)

---

Antibiyotikler 1941’de Dr. Howard Florey’in Penisilinin keşfinin 13. yılında ilk defa kullanmasıyla hayatımıza girdi. 2. Dünya savaşında başta olmak üzere pek çok hayat kurtardı, halende kurtarmaya devam ediyor.

Bakterilerin genetik yapılarının mutasyona çok elverişli olmaları, birbirleriyle de gen transferi gerçekleştirdiklerinden dolayı maalesef günden güne antibiyotiklere direnç kazanıyorlar. Bakteriler direnç kazandıkça biz antibiyotiklerin dozunu arttırıyoruz, antibiyotiklerin dozu arttıkça bakteriler daha fazla direnç kazanıyorlar. Dr. Ramanan Laxminarayan “Gelişen antibiyotik krizi” adlı TED konuşmasında bu olayı çok güzel bir örnek ile açıklıyor; “İnsanlarla Bakteriler arasındaki bu rekabet doğada çitalar ile ceylanlar arasındaki rekabete benzer. Çitalar ne kadar hızlı koşarsa ceylanlar da bir o kadar hızını arttırmak zorunda kalır. Ceylanlar hızlandıkça çitalar da hızlanır. Çitalar daha hızlı koşmayı öğrenmezse aç kalırlar, ceylanlar daha hızlı koşmayı öğrenmezse ölürler. Bu örnekte maalesef biz ceylanları temsil ediyoruz”. Bu acımasız rekabete antibiyogram testi yapmadan reçeteye antibiyotik yazıp geçen doktorlar, daha ağır bassınlar ve bol etli olsunlar diye civcivlere antibiyotik ile yemleyen besiciler, kutusu bitmeden “Aman nasılsa sağlığıma kavuştum” deyip antibiyotik alınımını yarıda kesen çok sevgili şuursuz hastalar da eklenince, kendi elimizle düşmanlarımızı beslediğimizden, ibre tamamen bakterilerin lehine dönmekte. Ve belki de çok değil 10-15 yıl sonra hiçbir antibiyotik fayda etmediği için 1940’lara dönüp bir gül dikeninin çiziği ile hayatlarına veda eden sevdiklerimiz olacak. Belki de Millisi hiç yüzümüze gülmeyen piyangonun böylesi bize vuracak.

İşte tam olarak bu yüzden bilim adamları yeni antibiyotikler bulmaya yelken açmış durumda. California Üniversitesinden Dr. David Low ve ekibi bir çalışmaları sırasında ilginç bir olayla karşılaşıyorlar. E.coli bakterisine ait iki suşu EC93 ile K12’i sıvı bir ortama eklediklerinde EC93’ün K12yi inhibe ettiğini (öldürdüğünü) gözlemliyorlar. EC93 herhangi bir bakteriyosin veya antibiyotik üretmemesine rağmen nasıl böyle bir sonuç çıktığını araştırıyorlar. Buldukları ise enteresan; sadece hücresel temas olduğu zaman EC93 K12’i ortadan kaldırabilidiğini fark ediyorlar. EC93ü detaylı incelediklerinde daha sonradan CDI(contact-dependent growth inhibition: Kontak bağımlı inhibisyon) olarak adlandıracakları bir gen bölgesi keşfediyorlar. CDI gen kümesi 3 protein kodluyor. A-B ve I proteinleri. B inhibe edilecek komşu bakteri hücresi ile köprü oluşturuyor. A ise bu köprüden komşu hücre içine salınıyor ve orada toksik etki yapıyor. Bu etki çoğu zaman Nükleaz aktivitesi olarak karşımıza çıkıyor. I proteini ise tamamen korunma amaçlı; İmunite proteini olarak görev yapıyor. I proteini A proteinin etkisini ortadan kaldırıyor. Böylece otolizisten bakteri kendini kurtarmış oluyor. Ayrıca hızlı ürediklerini de göz önünde bulundurursanız az önce bölündüğü kardeşini öldürmemesi için bir mekanizması da bulunuyor.

CDI mekanizmasında en dikkat çeken olay ise şu; genelde aynı türün farklı suşları birbirini inhibe ediyor. Yani E.coli başka bir E.coliyi inhibe ediyor, Shigella başka bir Shigella’yı. Ama E.colinin gidip Shigellayı inhibe edemediği gözlemleniyor. Bir roportaj sırasında bu olay Dr. David Low’a soruluyor: “Tamam kardeşini öldürmemesi için bir kontrol mekanizması var ama baktığımız zaman yine çok yakın bir akrabasını öldürüyor. Belki de mecazi olarak kuzenini. Bunun nedeni ne olabilir ki ?”. David Low’un bu soruya yaklaşımı ise tahminsel olsa da mantık çerçevesinde. “ Mikroorganizmalr zaten beslenme biçimleri, ısıya duyarlılıkları, optimum pH aralıkları gibi farklılıklarından dolayı birbirleri ile rekabet edebiliyorlar. Fakat aynı türün farklı suşları genel itibariyle aynı özelliklere sahip olduklarından dolayı birbirlerini alt etmek için böyle bir değişimin meydana geldiğini düşünüyoruz”

Peki bu kadar hikayeden sonra CDI niçin önemli? Antibiyotiklerin yerini alabilir mi? Antibiyotik kullanırken, örneğin bir boğaz enfeksiyonunda, kullanılan antibiyotik o florada çoğu mikroorganizmaya zarar vermekte, fırsatçı patojenlere de imkan sağlamakta. Ayrıca “Clostridium difficile” bazı bakteriler de bağırsak florasında böyle bir olay sonucu sayısını arttırarak ishale sebebiyet vermektedir. CDI ile ilaç dizayn edildiği vakit bakteriyle bir kontak sonrası inhibisyon olduğu için bu ilaç tamamen spesfik olacaktır. Dolayısıyla güdümlü füzeler gibi sadece istenilen hedefi etkileyecektir. CDI’ı önemli kılan nokta burası. Belki ilerleyen yıllarda bakteriler genetik mutasyonlarla bununda üstesinden gelebilecekler ama en azından CDI bir umut ışığı olarak ufukta yanmakta.

CDI mekanizması:

Sondaki resim makaleden : Bacterial contact-dependent growth inhibition Zachary C. Ruhe, David A. Low,Christopher S. Hayes

Fotoğraf kaynak: https://img.gecce.com/2015/11/17/antibiyotik-110015VU.jpg

Hazırlayan:  Uzm. Bio. M. Hasan AYKIL

E-mail: [email protected]

---