Biyoteknoloji / Sağlık
Böcek Kaynaklı Yeni Nesil Antibiyotik
Amerika Birleşik Devletleri'nde antibiyotik direnci her yıl 2 milyondan fazla hastalığa ve 23.000 kişinin ölümüne neden olmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) yarım milyon insan ile yaptığı çalışmada ilaca dirençli en yaygın beş bakteriyi buldu:
• Escherichia coli
• Klebsiella pneumoniae
• Staphylococcus aureus
• Streptococcus pneumoniae
• Salmonella sp.
S. pneumoniae ve S. aureus hariç yukarıdakilerin hepsi Gram-negatif bakterilerdir. Gram-negatif bakterileri yok etmenin yeni yollarını bulmak gittikçe büyüyen halk sağlığı krizi olan antimikrobik direnç için önemli bir adımdır. Yeni yapılan bu araştırmalar, Gram-negatif bakterilerin savunmasına nüfuz etmenin bir yolunu bulmuş olabilir. İsviçre'deki Zürih Üniversitesi’ndeki (UZH) bilim insanları; "Spined soldier bug" olarak adlandırılan bir böcek tarafından üretilen doğal bir antibiyotik olan "Thanatin"in Gram-negatif bakterilerin dış zarlarına saldırabildiğini buldu.
Bakterinin Kendini Savunma Mekanizmasını Durdurmak
Yakın zamanda Science Advances dergisinde yayınlanan makalenin yazarı olan UZH Kimya Bölümünden John A. Robinson, son çalışma için motivasyonunu şöyle açıklıyor; "Akademik araştırmacılar ve ilaç şirketleri tarafından gösterilen üstün çabalara rağmen antibiyotik keşfinde etkili yeni bakteriyel hedefleri tanımlanın çok zor olduğu kesinleşmişti. Bununla birlikte en büyük zorluklardan biri de tehlikeli Gram-negatif bakterilere karşı yeni antibiyotik eylem mekanizmalarını tanımlamaktır."
Robinson ve arkadaşları makalelerinde açıkladıkları gibi, asimetrik bir dış zar Gram-negatif bakterileri korur. Zardaki çift tabaka dışta lipopolisakkarit (LPS) molekülleri ve iç tabakadaki membran gliserofosfolipidlerden oluşur.
Araştırmacılar; thanatinin “Lpt proteinleri” adı verilen belirli proteinlere bağlanıp bağlanmadığını test etmek için bir E. coli ve in vitro bağlama çalışması modeli kullandı. Bu, iç zardan Gram-negatifi koruyan çift katmanın dış zarına bir köprü oluşturuyordu. Bu köprü daha sonra LPS moleküllerini zarın dış tarafına taşımak için kullanılıyor ve savunma bariyeri oluşturuyordu. Laboratuar analizleri, thanatinin köprüyü oluşturmak için gerekli olan proteinler arasındaki etkileşimleri bloke ettiğini göstermiştir. Bu, LPS moleküllerinin hedeflerine ulaşamayacağı ve tüm koruyucu asimetrik dış zarın oluşmasını engelleyeceği anlamına gelir. Böylece savunması olmadan, bakteri antibiyotiğe yenik düşer.
Robinson; “Bu bulgu, bakteriyel hücrelerde protein-protein etkileşimlerini spesifik olarak inhibe eden maddeler geliştirmenin bir yolunu gösteriyor” dedi. Tüm sonuçlar, araştırmacılara E. coli'de Lpt kompleksinin montajı için gerekli olan protein-protein etkileşim ağını hedef alan bir antibiyotik için yeni bir paradigmayı öne çıkarmaları gerektiğini göstermiştir. Ayrıca, tehlikeli Gram-negatif bakteriyel patojenleri hedef alan potansiyel klinik adayların geliştirilmesi için bir başlangıç noktası olarak tanımlanabilir.
Kaynak: Medicalnewstoday
Senanur AKGÜÇ
