Antibiyotik alternatifleri nedir? İnsanlığın çözüme ihtiyacı var

Yayım tarihi Bilim & İnsan olarak sınıflandırılmış

Geleceğin antibiyotik alternatifleri nedir? Bakteriler onlarca yıldır kullandığımız antibiyotiklere karşı giderek daha dirençli hale geliyor ve bilim insanları günümüz enfeksiyonlarıyla mücadele etmek için yeni tedaviler arıyor. Antibiyotikler giderek etkisizleşiyor çünkü bakteriler her canlı gibi durmadan evrimleşiyor (bazıları 20 dakikada bir bölünür). Antibiyotik direnci nedeniyle her yıl 700.000 kişi bakteriyel enfeksiyondan ölüyor ve araştırmalara göre 2050 yılına dek sayı yılda 10 milyona çıkabilir. Yeni bir antibiyotik alternatifi geliştirilmezse sıradaki büyük küresel sağlık krizi bakteriyel enfeksiyon olabilir. Peki bilim insanlarının geliştirdiği alternatif antibiyotik seçenekleri neler?

Antibiyotikler etkisizleşiyor, yerini ne alacak?

Antibiyotikler bakterilerin neden olduğu enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılan ilaçlardır. Bazı bakteri türleri antibiyotiklere karşı direnç gösterecek biçimde hızlı evrimleşiyor. Dünyanın dört bir yanındaki bilim insanları bugün kullandığımız antibiyotikler etkisiz hale geldikçe enfeksiyonlara karşı koyacak yeni acil tedaviler arıyor.

Araştırmacılar doğada antibiyotiklerin yerini alabilecek potansiyel maddeler buldu. Asıl zorluk, bu heyecan verici keşifleri laboratuvardan hastaneye taşımak.

Biyoteknoloji, genetik mühendisliği ve sentetik kimya alanlarındaki son gelişmeler antibiyotik alternatifi olabilecek yenilikçi tedavilerin keşfedilmesini sağlar. Peki bu yeni antibiyotik türünün kaynağı ne olacak?

Yeni antibiyotiğin kaynağı ne olacak?

mrsa bakterisi
Yılda 100.000 insanı öldürebilen antibiyotik dirençli MRSA bakterisi. (Görsel: Getty Images)

Küf, virüs ve bakteri gibi mikroplar sıklıkla bir arada bulunurlar ve birbiriyle savaşırlar. Mikropların geliştirdiği en iyi savunmalardan biri rakiplerini öldürebilen veya durduran kimyasallar üretmeleridir. Bilim insanları, hastalığa neden olan bakterilere saldıran antibiyotikler geliştirmek için son 80 yıldır mikroplar arasındaki bu kimyasal savaşı kullanıyor.

Bilim insanları potansiyel yeni antibiyotikler olabilecek bu kimyasalları keşfetmek ve izole etmek için yeni mikrop kolonileri bulur. Mikropları aradıkları noktalar ise alışılmışın dışında yerler olur.

Örneğin İrlanda'daki araştırmacılar, bir mezarlık toprağında birçok antibiyotiğe dirençli olan "süper böcek" lakaplı bakteri MRSA'yı öldürebilen daha önce bilinmeyen bir bakteri türü keşfetmiştir. Bu keşif, mezarlığın gizemli iyileştirici güçlerini anlatan halk hikayelerini açıklar.

Araştırmacılar yine insan sakal örneklerinden alınan bakterilerin %25'inin antibiyotik aktivitesi gösterdiğini bulmuştur. Bu keşif araştırmacıları insanlara sürüntü kitleri (PCR testi) göndermeye itti. Bu örnekler ile insanın kendi antimikrobiyal özelliği test ediliyor. Trambolin, klavye, banknot, metro zemini ve halk tuvaleti gibi yerlerden örnekler inceleniyor.

Bilim insanları ayrıca termal bacalar, fiyortlar ve bataklıklar gibi çok daha ileri uçlu ortamlarda antibiyotik potansiyeli olan yeni mikroplar arıyor.

Antibiyotik alternatifi bakteriyofaj nedir?

bakteriyofaj antibiyotik alternatifleri arasındadır.
Bakteriyofaj bakteri hücrelerine saldıran virüslerdir.

Bakteriyofajlar bakteri hücrelerine saldıran virüslerdir. Kendilerini duyarlı bir bakteriye bağlar ve ona genetik materyal enjekte ederler. Genetik materyal bakteriyi kontrol altına alır ve onu patlayana kadar bakteriyofaj üretmeye zorlar.

Bakteriyofaj birçok açıdan antibiyotik yerine kullanılabilecek uygun bir alternatif. Solunabilir, enjekte edilebilir, içilebilir ya da doğrudan cilde uygulanabilir. Sadece hastalığa neden olan bakteriyle etkileşime girerler, bu nedenle hastanın kendi hücresine veya bağırsaktaki 'iyi' bakteriye zarar vermezler.

En büyük dezavantajı, her bir bakteriyofaj türünün yalnızca bir bakteri türüne saldırabilmesi. Doğru bakteriyofajı bulmak için tam olarak hangi bakteriyle enfekte olduklarını öğrenmek gerekiyor. Bunu anlamak zaman ister ve testler sürerken hastanın durumu kötüleşebilir.

Şu an antibiyotik alternatifi olarak bakteriyofaj tedavisi sadece acil vakalarda kullanılıyor. Bilim insanları dünyanın dört bir yanında kanalizasyon arıtma tesisleri, mutfak süngerleri ve hatta hastaların kendi vücudu dahil pek çok ortamda bakteriyofaj arıyor.

Orta Doğu'dan dönüşünde birden fazla antibiyotiğe dirençli ölümcül bir bakteri olan Acinetobacter baumannii ile enfekte olan bir İngiliz hastaya üç antibiyotik birlikte sunulmuş ancak bakteriler dokuz gün sonra antibiyotiğe dirençli hale gelmiştir. Komaya giren hastaya sonunda test edilmemiş deneysel bir tedavi uygulanmak zorunda kalmıştır. Dört bakteriyofaj bir araya getirilerek hastanın kanayan pankreasına ve kan dolaşımına enjekte edilmiştir. Hasta hızlıca iyileşmiş ve üç gün sonra komadan çıkmıştır.

Lizin yeni antibiyotik alternatifi mi?

lizin bir antibiyotik alternatifi
Pnömokok bakteri hücresi lizine maruz kalarak patlıyor. (Görsel: Daniel Nelson, IBBR)

Bakteriyofajlar bir protein ya da enzim olan lizin üreterek bakterilerin hücre duvarlarında delik açarlar. Bakteri hücresi yüksek basınçlı balon gibidir, patlar ve patladığında iç kısımlar dışarı sızar ve bakteri ölür.

Lizinler oldukça güçlüdür; mikrogram kadarı saniyeler içinde milyonlarca bakteriyi yok edebiliyor.

Bütün bakteriyofajları kullanmak yerine, bilim insanları bakterileri öldürmek için sadece lizinleri kullanmayı ele alan bir antibiyotik alternatifi geliştiriyor. ABD'de bir üniversitede üretilen bir lizin, deneylerde olumlu sonuçlar göstermiştir. Şu anda lisanslı ilaç olmaya en yakın antibiyotik alternatifi lizindir.

Doğal olarak oluşan lizinler umut verici bir antibiyotik tedavisi olabilir. Bilim insanları ayrıca lizinlerin birden fazla bakteri türünü öldürmesini sağlamak için genetik mühendisliği üzerinde çalışıyor.

CRISPR-Cas9 nedir?

antibiyotik alternatifi olarak crispr-cas9
CRISPR-Cas9 ile akıllı antibiyotikler.

CRISPR-Cas9, bakterilerin kendilerini virüsten korumak için kullandığı bir savunma mekanizmasıdır. Bakteriler saldıran virüslerden küçük DNA parçalar alarak ve onlarla CRISPR dizileri olarak bilinen DNA segmentleri oluşturuyor. CRISPR dizileri bakterinin virüsü "hatırlamasını" ve Cas9 mekanizmasını kullanarak virüsün DNA'sını engelleyerek diğer virüsleri de etkisiz hale getirmesini sağlıyor.

CRISPR-Cas9 süreci bilim insanları tarafından DNA'yı daha önce hiç olmadığı kadar doğru şekilde kopyalamak için kullanılıyor. Yani genetik mühendisliğinde bir devrim yaratmıştır.

Bilim insanları, bakterilerin savunma mekanizması CRISPR-Cas9'u yine bakterilere karşı kullanmaya çalışarak yeni bir antibiyotik alternatifi yaratmaya çalışıyorlar. Buna 'akıllı antibiyotik' denir ve yalnızca hastalığa neden olan bakterilere saldırması için genetik olarak programlanmış virüslerdir.

Hatta ileride CRISPR-Cas9 sayesinde kendi bağırsak bakterilerimizi modifiye ederek onları, bizi hasta edecek bir bakteriye önceden saldıracak şekilde değiştirebileceğiz. İnsanlığın geleceğine ışık tutan mevcut antibiyotik alternatifleri işte bunlardır.

Berkay Alpkunt tarafından

Bilim ve doğa tarihi üzerine geniş kapsamlı içerikler hazırlıyor. Diğer ilgi alanları arasında popüler teknoloji ve coğrafya yer alıyor. Aynı zamanda bağımsız video oyunlarına ilgilidir.