Antibiyotik Direncine Karşı Hassas Tıp Umudu

Hassas Tıp, Antibiyotik Direnci Mücadelesinde Mümkün Olabilir

Wellcome Sanger Enstitüsü’nün öncülük ettiği bir araştırma, bakteriyel evrimin temel taşı olan plazmitleri haritalandırarak antibiyotik direncine karşı hassas tıp olasılığını ortaya koyuyor. Escherichia coli (E. coli) üzerinde yapılan çalışma, plazmitlerin genetik transferini izleyerek dirençli enfeksiyonların tedavisine yönelik yeni stratejiler sunuyor. Bu kaynak, özellikle idrar yolu enfeksiyonları gibi dirençli bakteriyel enfeksiyonlarla mücadelede umut vadediyor.

Plazmitler ve Bakteriyel Evrim

Wellcome Sanger Enstitüsü, Oslo Üniversitesi, UiT Norveç Arktik Üniversitesi ve işbirlikçileri tarafından yürütülen bir araştırma, bakteriyel evrimin temel taşı olan plazmitler üzerine yeni bir bakış açısı sunuyor. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışma, Escherichia coli (E. coli) bakterisindeki dairesel genetik yapılar olan plazmitleri büyük ölçekli uzun okuma dizileme verileriyle inceleyerek, antibiyotik dirençli enfeksiyonlar için hassas tedavilerin yolunu açabilir.

Bu çalışma, özellikle idrar yolu enfeksiyonları gibi antibiyotik direncine sahip enfeksiyonların tedavisinde hassas tıp uygulamalarının mümkün olabileceğini gösteriyor. Araştırmacılar, plazmitlerin gen değişimini nasıl yönlendirdiğini izledi, bu değişimi engelleyen bariyerleri belirledi ve farklı E. coli türlerinin salgınlarını yaklaşık 300 yıl öncesine kadar belirli plazmitlere bağladı.

Plazmitlerin Rolü ve Rekabet

Bakteriler, genellikle insan bağırsağında olduğu gibi, aynı yaşam alanını paylaşmak için birbirleriyle rekabet eder. Çoğu E. coli türü zararsızdır; ancak bağışıklık sistemi zayıfladığında kana karışarak hafif ila ölümcül enfeksiyonlara yol açabilir. Bakteriler, esasen diğer türlerle kaynaklar için yarışır ve bu rekabet, antibiyotik direnci gibi genetik adaptasyonlara neden olur.

Plazmitler, bakterilerin genetik materyal ve özellik transferini sağladığı dairesel DNA parçalarıdır. Bu plazmitler, genellikle virülans, hayatta kalma veya antibiyotik direnci genleri taşır ve bakterinin çevreye uyumunu artırır. Bir bakteri hücresinde birden fazla plazmit bulunabilir ve bu plazmitlerin karmaşık genetik yapısı, genleri konak hücre kromozomuyla paylaşma yeteneğiyle birleştiğinde, izlenmesi son derece zor hale gelir.

Yenilikçi Haritalama Yöntemi

Araştırmacılar, Norveç’te 16 yıl boyunca toplanan 2.000’den fazla E. coli kan örneğinden 4.485 plazmit genomu oluşturmak için uzun okuma dizileme teknolojisini kullandı. Bu genomlar, 216 farklı E. coli türüne bağlı plazmitleri haritalandırdı; bu türler arasında Birleşik Krallık’ta en yaygın görülen dört tür de yer alıyor.

Ayrıca, genetik materyalin türler arasında yatay olarak nasıl transfer edildiğini gösteren bir 2D harita oluşturuldu. Bu harita, plazmitlerin ve E. coli türlerinin 300 yıllık ortak evrimini ortaya koyarak, genetik transferin son derece korunmuş ve etkili bir yöntem olduğunu gösterdi. Plazmit evrimini çözerek, araştırmacılar önceki küresel salgınları belirli plazmitlerle ilişkilendirdi ve bazı türlerin yayılma nedenlerini, özellikle pandemi potansiyeline sahip olanları izledi.

Bakteriyosin ve Yeni Tedavi Olanakları

Çalışma, birden fazla E. coli türünde bulunan ve diğer yakın akraba bakterileri öldüren bir toksin üreten bir plazmit tespit etti. Bu toksin, bakteriyosin olarak bilinir ve bakterilerin rakiplerini ortadan kaldırmasına yardımcı olur. Araştırmacılar, laboratuvar deneyleriyle, en başarılı bakteriyosin kodlayan genleri taşıyan türlerin, Birleşik Krallık’ta dolaşan en yaygın dört E. coli türünü de içeren tüm taşıyıcı olmayanları etkili bir şekilde inhibe ettiğini doğruladı. Önemli olan, bu inhibisyonun çoklu ilaç direncine sahip türler üzerinde de etkili olması, bakteriyosinlerin gelecekte dirençli bakteriyel enfeksiyonların tedavisinde yeni yollar açabileceğini gösteriyor.

Araştırmacılar ayrıca, bazı özelliklerin bir arada bulunmadığını keşfetti. Örneğin, çoklu ilaç direnci ve bakteriyosin üretme yeteneği aynı bakteri türlerinde bir arada bulunmuyor. Bu, hassas tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde önemli bir bilgi olarak öne çıkıyor.

Hassas Tıp ve Gelecek Perspektifleri

Bu evrimsel harita, bilim camiası için hayati bir kaynak oluşturuyor ve belirli plazmitleri hedef alan hassas tedavilerin geliştirilmesine olanak tanıyor. Araştırmacılar, insanlara daha az zararlı bir türün, daha tehlikeli bir türü doğal olarak alt edebilmesi durumunda, bu türün tanıtılarak insan sağlığının daha bütüncül bir şekilde yönetilebileceğini öneriyor.

Ayrıca, bu kaynak, insanlara daha zararlı türlerin faktörlerini ve yayılımını anlamak için kullanılabilir, böylece bakteriyel enfeksiyon salgınlarını tahmin etme ve yeni sınırlama yolları geliştirme konusunda yardımcı olabilir. Bu yaklaşım, geniş spektrumlu antibiyotik kullanımını azaltarak ilaç dirençli bakterilerin yayılımını yavaşlatabilir.

Araştırmacıların Görüşleri

Dr. Sergio Arredondo-Alonso, çalışmanın ortak ilk yazarı (Oslo Üniversitesi): “Çalışmamız, E. coli plazmitlerinin evrimini çözüyor. Hangi özelliklerin bir arada bulunabileceğini ve hangilerinin bulunamayacağını, örneğin antimikrobiyal direnç ve bakteriyosin üretme yeteneğini anlamaya başladık. Bakteriyosin üretim yeteneğinin E. coli türleri arasında nasıl dağıldığını keşfetmek, türlerin rakiplerini alt etmek için farklı yaklaşımlar benimsediğini gösteriyor. E. coli’nin savaş adaptasyonlarındaki tüm faktörleri anlamak, istenmeyen bakteri türlerinin yayılmasını sınırlamak veya önlemek için yeni yolları bilgilendirebilir.”

Prof. Pål Johnsen, ortak kıdemli yazar (UiT Norveç Arktik Üniversitesi): “Bakteriyel evrim ve adaptasyon, gen transferini desteklemek için genellikle plazmitlere bağlıdır ve çevresel faktörler tarafından şekillenir. Evrimsel haritamız, bunu daha önce mümkün olmayan bir düzeyde keşfetmemizi sağlıyor; on yıllar ve yüzyıllar boyunca plazmit evrimindeki boşlukları doldurarak ve bunu dünyadaki olaylarla ilişkilendirmenin bir yolunu sunuyor. Antimikrobiyal dirençli E. coli ile mücadele için yeni bir kaynak oluşturduk; bu, bu türlerin yayılmasını durdurmak için yeni yolları bilgilendirebilir.”

Prof. Jukka Corander, ortak kıdemli yazar (Wellcome Sanger Enstitüsü ve Oslo Üniversitesi): “Bu, yönettiğim en heyecan verici araştırma projelerinden biri. Kan dolaşımı enfeksiyonlarıyla, özellikle tedaviye dirençli olanlarla mücadele için yeni yollar bulmak için bilim camiasını destekleyecek hayati bir kaynak yarattı. Plazmit evrimini haritalandırarak, bu kaynak gen transfer mekanizmalarını anlamamıza ve insanlara en zararlı genetik özellikleri taşıyan plazmitleri hedeflememize yardımcı olabilir. Gelecekte, bu, geniş spektrumlu antibiyotik ihtiyacını azaltacak hassas terapilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir ve bu da ilaç dirençli bakterilerin yayılımını azaltabilir.”

Yayın Tarihi: 3 Nisan 2025
Kaynak: Wellcome Sanger Enstitüsü
Referans: Arredondo-Alonso, S., Pöntinen, A.K., Gama, J.A. et al. Plasmid-driven strategies for clone success in Escherichia coli. Nat Commun, 2025; DOI: 10.1038/s41467-025-57940-1