Bu yazıyı 4 dakikada okuyabilirsiniz.
Bilim Adamları Yaban Arısı Zehrinden Bakteri Öldüren Moleküller Geliştiriyor
Pensilvanya Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi’ndeki bilim adamları yaban arısı zehrindeki peptitlerden yeni ve güçlü bir antimikrobiyal molekül tasarladılar. Ekip molekülün yeni bir antibakteriyel ajana dönüştürmeyi umuyor. Yeni gelişen antibiyotik dirençli bakteriler düşünüldüğünde bu olayın büyük bir gelişme olduğu görülüyor.
Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlanan çalışmada, araştırmacılar, yaygın bir Asya yaban arısı türü olan, Vespula lewisii, Kore sarı ceketli yaban arısının oldukça toksik küçük bir proteinini değiştirdiler. Değişiklikler, molekülün bakteri hücrelerini öldürme kabiliyetini artırırken, insan hücrelerine zarar verme kabiliyetini de büyük ölçüde azalttı. Hayvan modellerinde, bilim adamları, bu değişikliklerle yapılan yeni antimikrobiyal molekül ailesinin, fareleri başka türlü öldürücü bakteriyel enfeksiyonlardan koruyabileceğini gösterdi.
Doğadaki birçok bakteri türü eski ilaçlara direnç geliştirdiğinden, bakteriyel enfeksiyonlar için yeni ilaç tedavilerine acil ihtiyaç vardır. ABD Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri, her yıl yaklaşık üç milyon Amerikalının antibiyotiğe dirençli mikroplarla enfekte olduğunu ve 35.000’den fazla kişinin öldüğünü tahmin ediyor. Küresel olarak sorun daha da kötü: Kapsamlı bakteriyel enfeksiyonla tetiklenen, genellikle ölümcül bir enflamatuar sendrom olan sepsisin, 2017 kadar yakın bir tarihte dünya genelinde her beş ölümün yaklaşık birinden sorumlu olduğu düşünülmektedir.
Penn’de Psikiyatri, Mikrobiyoloji ve Biyomühendislikte Başkanlık Yardımcı Doçenti olan araştırmanın kıdemli yazarı César de la Fuente, PhD “Giderek artan sayıda ilaca dirençli enfeksiyonu tedavi etmek için yeni antibiyotiklere acilen ihtiyaç duyulmaktadır ve zehirler, yeni potansiyel ilaçların keşfedilmemiş bir kaynağıdır. Bu çalışmada tasarladığımız gibi zehirden türetilen moleküllerin değerli bir yeni antibiyotik kaynağı olacağını düşünüyoruz” dedi.
De la Fuente ve ekibi, Vespula lewisii türü eşek arısı zehrindeki önemli bir bileşen olan mastoparan-L adı verilen küçük bir protein veya “peptit” ile başladı. Mastoparan-L içeren zehir genellikle eşek arısı sokmaları sonucu küçük dozlarda insanlar için tehlikeli değildir, ancak oldukça toksiktir. Kırmızı kan hücrelerini yok eder ve duyarlı kişilerde kan basıncının düştüğü ve nefes almanın zor veya imkânsız hale geldiği anafilaksi adı verilen ölümcül bir sendroma yol açabilen bir tür alerjik/enflamatuar reaksiyonu tetikler.
Mastoparan-L (mast-L) ayrıca bakteri türlerine karşı orta derecede toksisitesi ile bilinir ve bu da onu yeni antibiyotikler tasarlamak için potansiyel bir başlangıç noktası haline getirir. Ancak antibakteriyel özelliklerinin nasıl geliştirileceği ve insanlar için nasıl güvenli hale getirileceği gibi bazı bilinmeyenler hala var.
Ekip, yüzlerce bilinen antimikrobiyal peptidin bir veri tabanını araştırdı ve bakterilere karşı güçlü aktiviteyle ilişkilendirilen pentapeptit motifi adı verilen küçük bir bölge buldu. Araştırmacılar daha sonra bu motifi, insan hücreleri için başlıca toksisiteye neden olduğu düşünülen mast-L’nin bir ucundaki bölümü değiştirmek için kullandılar.
Araştırmacılar, önemli bir deney setinde, fareleri, E. coli veya Staphylococcus aureus‘un farklı öldürücü, sepsis indükleyen suşları ile enfekte ettikten birkaç saat sonra mast-MO ile tedavi ettiler. Her testte bu antimikrobiyal peptit, tedavi edilen farelerin yüzde 80’ini canlı tuttu. Aksine, mast-L ile tedavi edilen farelerin hayatta kalma olasılığı daha düşüktü ve daha yüksek dozlarla -mast-MO’nun hiçbir belirgin toksisiteye neden olmadığı dozlar- tedavi edildiğinde ciddi toksik yan etkiler gösterdi.
Bu testlerdeki mast-MO gücü, dirençli bakteri suşlarının yayılması nedeniyle alternatiflere ihtiyaç duyulan gentamisin ve imipenem gibi mevcut antibiyotiklerle de karşılaştırılabilir göründü.
De la Fuente ve meslektaşları, çalışmada, mast-MO’nun bakteri hücrelerini dış zarlarını daha gözenekli hale getirerek öldürdüğüne -bu aynı zamanda birlikte uygulanan antibiyotiklerin hücrelere nüfuz etme kabiliyetini geliştirdiğini- dair kanıt buldular ve ayrıca antimikrobiyal beyaz kan hücrelerini toplama yolu ile etki ettiğini gördüler. Aynı zamanda, mast-MO, bazı bakteriyel enfeksiyonlarda ciddi hastalığa yol açabilen zararlı “bağışıklık aşırı reaksiyonunu baskılamaktadır.
Araştırmacılar, düzinelerce mast-MO varyantı yarattılar ve insan hücrelerine hiçbir toksisite olmaksızın antimikrobiyal potansiyeli önemli ölçüde artırdığı görülen birkaç tanesini buldular. Bu moleküllerden bir veya daha fazlasını yeni antibiyotiklere dönüştürmeyi umuyorlar ve gelecekte diğer zehirli toksinleri ümit verici antibiyotik adaylarına dönüştürmek için benzer bir yaklaşım sergilemeyi hedefliyorlar.
De la Fuente, “Bu çalışmada kullandığımız ilkeler ve yaklaşımlar, peptit moleküllerinin antimikrobiyal ve immün modüle edici özelliklerini daha iyi anlamak ve bu anlayışı, değerli yeni tedaviler yapmak ve kullanmak için daha geniş bir şekilde uygulanabilir.” dedi.
MERGEN 