Antibiyotik direncine karşı yeni buluş

Antibiyotiklerin 1928’de keşfedilmesinden bu yana bakterilerin, mantarların ve diğer mikropların neden olduğu enfeksiyonların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir enfeksiyonu tedavi etmek için doktor genellikle (penisilin gibi) antibiyotik almamızı tavsiye eder. Bu ilaç çoğunlukla bir kapsül içindedir, yutulduktan sonra midede çözülür.

Antibiyotik burada çalışmaya başlar, midemizdeki (bedensel işleve yardımcı olan iyi bakteriler de dahil) bütün bakterileri yok eder. Antibiyotik, eş zamanlı olarak kan dolaşımına girer, boğaz ya da kulak gibi bedenin başka bölgelerindeki mevcut enfeksiyonları hedef almak üzere bütün bedene yayılır. Kulakta veya idrar sistemlerinde enfeksiyonlar olsa da bakteriyel enfeksiyonların tedavisinin başlangıç noktası mide ve bağırsaktır.

Antibiyotikler bize yardımcı olsa da, dünyanın karşı karşıya olduğu tedaviye dirençli bakteri krizinin nedenlerinden biri aşırı reçetelenmesine olan eğilimdir. Antibiyotiğe direnç, bir yılda 700 bin ölüme yol açmaktadır, 2050 yılında 10 milyon ölüme neden olabilir.

DİRENÇ NASIL OLUŞUR?

Antibiyotiğe direnç, bakterilerin antibiyotiğin etkilerini yok etmek veya önlemek için bir veya birkaç geni ele geçirmesiyle gerçekleşir. Bunu, bir geni mutasyona uğratarak veya bu geni başka bir mikroptan edinerek yaparlar.

Sonrasında, direnç bir iki yolla bedene yayılır. Antibiyotikler, bizi hastalıklardan koruyanlar da dahil bütün bakterileri yok eder. Yani genetik mutasyona veya antibiyotiğe karşı direnç gösteren bir gene sahip herhangi bir bakteri, mevcut bakteriyel tür haline gelene dek kontrolsüz bir şekilde çoğalır.

Veya bakteri kendi direnç genlerini diğer bakteri türleriyle takas eder. Bu durumda, direnç genleri, hastalığa yol açanlar da dahil yeni bakteri türlerine verilebilir. Bu da enfeksiyon tedavisini zorlaştıracaktır.

Direnç kişiden kişiye de yayılabilir. Örneğin, ağzında antibotiğe dirençli bakteriler bulunan bir kişi bu bakterileri sadece öksürdüğünde veya öpüştüğünde başka bir kişiye bulaştırabilir.

Bilim insanları şimdiye kadar, antibiyotik dirençli bakterilerin oluştuğu ve bütün bedene yayıldığı esas yer olarak gördükleri mide üzerinde araştırmalarını odakladılar. Ama son incelememiz, antibiyotiğe dirençli bakterilerle yanlış yoldan mücadele ediyor olabileceğimizi gösteriyor.

Bedendeki farklı bölgelerde farklı sayıda ve türlerde antibiyotiğe dirençli bakteriler bulunduğu keşfedildi. Bunu antibiyotiklerin bedene girdiği ilk yer olan ağızdaki ve antibiyotiklerin salıverildiği yer olan midedeki bakterileri karşılaştırarak bulduk. Bu buluş tedavinin ve korunmanın geleceğinde anahtar rol oynayacak.

DİRENCİN FARK EDİLMESİ

Midedeki ve ağızdaki mikrobiyoma* bakarak işe başladık. Mikrobiyom, bedenin belli bir kısmında bulunan bakteriler, mantarlar ve virüsler de dahil bütün mikropların genel toplamı olduğu için, antibiyotiğe direncin anlaşılmasında çok önemli bir unsur. Fakat her mikrobiyomda sadece bazı bakteriler antibiyotiğe dirençli genler taşıyabilir.

Çin, Fiji, Fransa, Almanya, Filipinler ve ABD’de yaşayan insanlardan toplanan farklı ağız ve dışkı mikrobiyomlarındaki DNA dizilerini karşılaştırdık. Bu bize örneklerdeki bütün genetik materyal üzerinde genel bir değerlendirme yapmamıza olanak verdi. Sonra da bunu antibiyotiğe dirence neden olduğu bilinen binlerce geni içeren veritabanıyla karşılaştırdık. Daha sonra bir algoritma yardımıyla genleri yeniden yapılandırıp, antibiyotiğe dirençten sorumlu olmayan DNA dizilerini ayrıştırdık.

Geriye kalan dizileri antibiyotiğe dirence neden olan genleri görmek için bir veritabanıyla karşılaştırdık. Bu bize bir kişinin ağzındaki ve midesindeki (hem tekil bakteri türlerinde hem de bakteri topluluklarında bulunan) dirençli gen sayısını gösterdi.

Ağızdaki mikrobiyomda, midedeki mikrobiyomla karşılaştırıldığında antibiyotiğe dirençli daha az genin bulunduğunu görmek bizi şaşırttı. Fakat antibiyotiğe dirençli bakteri nüfusu daha fazlaydı. Sonra ağızlarında ve midelerinde benzer sayıda ve benzer türde antibiyotiğe dirençli bakteriler bulunan kişileri gruplandırmak için bir algoritma kullandık.

Çünkü ağızdaki ve midedeki bakteri nüfusları birbirlerinden yüzde 80’den daha fazla farklılık gösterir, bu da bize çok şey anlatır. Sadece antibiyotiğe dirence neden olan farklı etkenleri (geçmişteki tedavilerinizde kullanılan antibiyotikler gibi) göstermekle kalmaz, hangi direnç genlerinin mevcut olduğunu ve direncin bir bakteri topluluğunda ne kadar çabuk yayıldığını da bize gösterir. Bu, bir kişinin enfeksiyon tedavisinde hangi antibiyotikleri kullanmamız gerektiğini hangilerinden kaçınmamız gerektiğini bize gösterebilir.

Antibiyotiğe direnç küresel bir sorun olduğuna göre direncin farklı ülkelerden kişiler arasında nasıl farklılaştığını da görmek isteriz. Asyalı insanların midelerinde antibiyotiğe dirençli genlere sahip daha fazla bakteri taşıdıklarını (muhtemelen antibiyotiklerin ne kadar sıklıkla reçetelendirildiği ve alındığından dolayı) bulurken, antibiyotiğe dirençli bakteri sayılarının ve türlerinin ülkeden ülkeye belirgin bir değişiklik göstermediğini öğrendiğimizde şaşırdık. Aksine, kendi midenizde ve ağzınızda bulunan antibiyotiğe dirençli bakteriyel türler arasında, Fijili bir kişiyle sizin ağzınızdaki bakteriler arasındaki farktan daha büyük farklılıklar vardır.

Kulağa tuhaf gelse de, bu küresel sorunla mücadele söz konusu olduğunda bunun bilinmesi önemlidir. Bu, sadece mideye odaklanıp araştırma ve tedavi yapmayı durdurmamız gerektiğini gösterir. Bu bulgular aynı zamanda, benzer tedavi ve korunma stratejilerinin ülke fark etmeksizin kullanılabileceği anlamına gelir.

Midedeki ve ağızdaki antibiyotiğe dirençli bakterilerin sayıları ve türleri arasında neden farklılıklar bulunduğunu henüz bilmiyoruz. Bunun olası bir açıklaması, midenin ‘çifte doz’ antibiyotiğe maruz kalmasıdır (ilk olarak, antibiyotik midede çözüldüğünde sonra da kan dolaşımına katıldığında), yani oradaki bakteriyel türler, daha fazla çeşitlilikteki antibiyotiklere karşı daha hızlı direnç geliştirecektir. Veya bu sadece, midedeki ve ağızdaki mikrobiyomların doğal olarak farklı bakterilere sahip olmasından kaynaklanıyor olabilir. Böylece bazı bakterilerde ve mantarlarda bulunan direnç genleri de doğal olarak farklı olacaktır.

İnsan mikrobiyomunda bulunan bakterilerin büyük çeşitliliğini keşfetmeye başladığımız düşünüldüğünde, antibiyotiğe direncin yayılmasını durdurmayı umut etmek için bedenin farklı yerlerindeki mikrobiyomları incelememiz gerekecek. Bu, bizi antibiyotiğe direncin vücutta ve nüfuslar arasında yayılmasını nasıl durduracağımızı öğrenme konusunda bir adım ileri götürebilir.

*Mikrobiyom: insan vücudunda yaşayan mikro organizmalar.