14:49:21
Antibiyotiğe dirençli patojenler sentetik bir antibiyotik yardımıyla yenilebilir…

Rockefeller Üniversitesi’nde bakteriyel gen ürünlerinin hesaplamalı modelleri kullanılarak geliştirilen yepyeni bir antibiyotiğin, diğer antibiyotiklere dirençli bakterileri bile öldürdüğü görülüyor. Science dergisinde yayımlanan bir çalışmaya göre, silagisin olarak bilinen ilaç farelerde etkili ve MRSA, C. diff ve diğer birçok tehlikeli enfeksiyonla mücadele etmek için yeni bir mekanizma kullanıyor.

Bulgular, bilgisayar modellerinin yeni bir antibiyotik sınıfı geliştirmek için kullanılabileceği anlamına geliyor. Rockefeller‘dan Sean F. Brady, “Bu sadece havalı yeni bir molekül değil, ilaç keşfine yönelik yeni bir yaklaşımın doğrulanmasıdır" diyor. “Bu çalışma, bakteriyel evrimin sırlarını çözmek için bir araya gelen hesaplamalı biyoloji, genetik dizileme ve sentetik kimyanın bir örneğidir."

Çağlar boyu süren bakteriyel savaşta harekete geçmek
Bakteriler milyarlarca yıl boyunca birbirlerini öldürmek için yeni yöntemler icat etmişlerdir, bu nedenle en güçlü antibiyotiklerimizin çoğunun bakteri kaynaklı olması şaşırtıcı değildir. Penisilin ve mantar kaynaklı diğer birkaç önemli antibiyotik dışında, antibiyotiklerin çoğu ilk olarak bakteriler tarafından diğer bakterilerle savaşmak için silah olarak kullanılmıştır.

Evnin Profesörü ve Genetik Olarak Kodlanmış Küçük Moleküller Laboratuvarı Başkanı Brady, “Evrim çağları bakterilere, düşmanlarının direnç geliştirmesine gerek kalmadan diğer bakterilerle savaşmanın ve onları öldürmenin benzersiz yollarını verdi" diyor. Antibiyotik ilaç keşfi bir zamanlar büyük ölçüde bilim insanlarının laboratuvarda streptomyces veya bacillus yetiştirmesi ve insan hastalıklarını tedavi etmek için sırlarını şişelemesinden ibaretti.

Ancak antibiyotiklere dirençli bakterilerin artmasıyla birlikte, yeni aktif bileşiklere acil ihtiyaç duyuluyor ve yararlanılması kolay bakteriler tükeniyor olabilir. Bununla birlikte, laboratuvarda incelenmesi zor ya da imkansız olan inatçı bakterilerin genomlarında sayısız antibiyotik saklı olabilir. Brady, “Birçok antibiyotik bakterilerden geliyor, ancak çoğu bakteri laboratuvarda yetiştirilemiyor" diyor. “Bu da muhtemelen çoğu antibiyotiği kaçırdığımız anlamına geliyor."

Toprakta antibakteriyel genler bulmak ve bunları daha laboratuvar dostu bakteriler içinde yetiştirmek, Brady laboratuvarı tarafından son on beş yıldır savunulan alternatif bir stratejidir. Ancak bu yaklaşımın bile bazı dezavantajları var. Antibiyotiklerin çoğu, “biyosentetik gen kümeleri" olarak adlandırılan ve bir dizi proteini birlikte kodlamak için birlikte çalışan bakteriyel gen kümeleri içinde kilitli olan genetik dizilerden gelir. Ancak mevcut teknoloji ile bu tür kümelere genellikle erişilemez.

Brady, “Bakteriler karmaşıktır ve bir geni sıralayabilmemiz, bakterinin protein üretmek için onu nasıl çalıştıracağını bildiğimiz anlamına gelmez" diyor. “Binlerce ve binlerce karakterize edilmemiş gen kümesi var ve bunların sadece bir kısmını nasıl aktive edeceğimizi bulabildik."

Yeni bir antibiyotik havuzu
Birçok bakteriyel gen kümesinin kilidini açamadıkları için hayal kırıklığına uğrayan Brady ve meslektaşları algoritmalara yöneldi. Modern algoritmalar, bir DNA dizisi içindeki genetik talimatları birbirinden ayırarak, bu dizilere sahip bir bakterinin üreteceği antibiyotik benzeri bileşiklerin yapısını tahmin edebilir. Organik kimyacılar daha sonra bu verileri alabilir ve öngörülen yapıyı laboratuvarda sentezleyebilirler.

Bu her zaman mükemmel bir tahmin olmayabilir. Brady, “Elde ettiğimiz molekül muhtemelen bu genlerin doğada üreteceği şeydir, ancak zorunlu değildir" diyor. “Tam olarak doğru olmaması bizi endişelendirmiyor, sadece sentetik molekülün doğada evrimleşen bileşiğe benzer şekilde davranacak kadar yakın olması gerekiyor."

Brady laboratuvarından doktora sonrası araştırmacılar Zonggiang Wang ve Bimal Koirala, diğer bakterilerin öldürülmesinde rol oynadığı tahmin edilen ve daha önce incelenmemiş umut verici bakteri genleri için muazzam bir genetik dizi veritabanında arama yaparak işe başladılar. Bu bağlamda henüz araştırılmamış olan “cil" gen kümesi, antibiyotik yapımında rol oynayan diğer genlere yakınlığıyla öne çıktı. Araştırmacılar, ilgili dizileri, cil’in muhtemelen ürettiği bir avuç bileşiği öneren bir algoritmaya usulüne uygun olarak beslediler. Uygun bir şekilde cilagicin olarak adlandırılan bir bileşiğin aktif bir antibiyotik olduğu ortaya çıktı.

Cilagicin laboratuarda Gram-pozitif bakterileri güvenilir bir şekilde öldürdü, insan hücrelerine zarar vermedi ve – hayvanlarda kullanım için kimyasal olarak optimize edildikten sonra – farelerdeki bakteriyel enfeksiyonları başarıyla tedavi etti. Özellikle ilgi çekici olan cilagicin, ilaca dirençli birkaç bakteriye karşı güçlüydü ve cilagicine direnmek için özel olarak yetiştirilen bakterilerle karşılaştırıldığında bile sentetik bileşik üstün geldi.

Brady, Wang, Koirala ve meslektaşları, silajisinin, her ikisi de bakteri hücre duvarlarının korunmasına yardımcı olan C55-P ve C55-PP adlı iki molekülü bağlayarak çalıştığını belirledi. Basitrasin gibi mevcut antibiyotikler bu iki molekülden birini bağlar, ancak ikisini birden asla bağlamaz ve bakteriler genellikle kalan molekülle bir hücre duvarı oluşturarak bu tür ilaçlara karşı koyabilir. Ekip, cilagicin‘in her iki molekülü de çevrimdışı hale getirme yeteneğinin, direnci önleyen aşılmaz bir engel oluşturabileceğinden şüpheleniyor.

Cilagicin hâlâ insan deneylerinden uzak. Takip çalışmalarında Brady laboratuvarı, bileşiği optimize etmek için daha fazla sentez gerçekleştirecek ve hangi hastalıkların tedavisinde en etkili olabileceğini belirlemek için daha çeşitli patojenlere karşı hayvan modellerinde test edecek.

Ancak çalışma, silajisinin klinik etkilerinin ötesinde, araştırmacıların yeni antibiyotikler keşfetmek ve geliştirmek için kullanabilecekleri ölçeklenebilir bir yöntem ortaya koyuyor. Brady, “Bu çalışma, bir gen kümesi içinde nelerin saklı bulunabileceğinin en iyi örneğidir" diyor. “Artık bu stratejiyle çok sayıda yeni doğal bileşiğin kilidini açabileceğimizi düşünüyoruz ve bunun heyecan verici yeni bir ilaç adayı havuzu sağlayacağını umuyoruz."

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…

Sample Text