Konuşan Bakteriler ve Aczimiz
Dr. Emine ORAN
[SES]http://www.sizinti.com.tr/dosyalar/sesler/64kbps/365/4899.mp3[/SES]
Bakterilerin dünyası ile insanların sosyal hayatı arasında birçok benzerlik vardır. Bakteriler de insanlar gibi cemiyet hâlinde yaşar. Bakteri kolonileri, insan vücudunda bilhassa zengin gıda maddelerinin depolandığı (besiyeri) yerleri seçer. Yaşadıkları ortamın dengesi bozulduğunda, bakterilerin bazıları (patojen olanlar) hastalığa yol açar.
Bilim adamları, bakteriler hakkında insanı hayrete düşürecek bilgilere ulaşmışlardır. Bakterilerin de kendi aralarında bir nevi konuştuklarının anlaşılması, bu bilgilerin en enteresanıdır. Araştırmalarda, bakterilerin çevreye saldıkları 'sinyal moleküller' vasıtasıyla birbirleri ile iletişim kurdukları gösterilmiştir. Gram negatif bakteriler, açil homoserin lakton (AHL) molekülleri; gram pozitif bakteriler de, siklik tiyolakton (AIP) molekülleri yardımı ile birbirleriyle iletişim kurmaktadır. Ayrıca yabancı dilleri (farklı türdeki bakterilerin dilini) algılayabilen bakteriler de vardır. Birden fazla enfeksiyonun varlığından, yabancı dili algılayabilen karma mikroorganizmaların mesul oldukları düşünülmektedir. Bakterilerin işaret molekülleri ile iletişim kurmasının delili, gerekli gereksiz çok sık antibiyotik kullananlarda dirençli mikroorganizmaların çok hızlı bir şekilde ortaya çıkmasıdır.
Bakterilerin haberleşme sinyalleri, komşu bakterinin zarından geçer; bu sinyaller arttığında ortamdaki bakteri sayısı da artmış demektir. Bu şekilde bakteriler kendi sayılarını algılayabilirler. Bu algılamaya Quorum sensing denir. Yaratıcı'nın bakterilere ihsan ettiği bu mekanizma, onların türe has davranışları hep birlikte sergilemelerine ve çevre şartlarındaki değişikliklere hızlı cevap verebilmelerine vesile olur. Quorum sensing mekanizması, aynı türe ait bakteriler arasında olabildiği gibi, farklı bakteri türleri, hattâ bakteri ile üzerinde yaşadığı (konak) canlı arasında da olabilmektedir.
Bakterilerin yaşadıkları ortamda maruz kaldıkları tehlikelere karşı (meselâ onları öldürecek antibiyotiklere) dirençli hâle gelmeleri için, hususi bir süreç gereklidir. Bakteri sayısı belli yoğunluğa gelmediği sürece, savunma mekanizmaları harekete geçirilmediğinden direnç gelişmez. Bakterilerin sayısı arttıkça, dirençlerine ait bilgilerin kodlandığı genler yeniden düzenlenir. Bakteriler, belirli yoğunluğa eriştiklerinde, çevredeki aynı tür bakterilerle iletişim kurarak, direnç gelişmesiyle alâkalı bazı genlerin açılmasını tetiklerler. "Biyofilm" oluşumu (yoğun miktardaki aynı tür bakterinin ince bir tabaka teşkil etmesi) da, bakteri hücrelerinin antibakteriyel ajanlara karşı direncinde önemli rol oynar. Bu ince tabakanın meydana gelmesi de, algılama genlerinin işaretleri ile gerçekleşmektedir.
Erwing F. Smith 1905 yılında, 'çok sayıda bakterinin birkaç bakteriden daha güçlü olduğunu, bu birkaç bakterinin birlik olduğunda engelleri ancak aşabildiğini' belirtmiştir. Bu tespit, günümüzde de geçerlidir. İlâhî isimlerin tecelligâhı olan şu âlemde, bilhassa Hayy isminin cilvesine mazhar olan bakteriler, ilmî ve teknolojik gelişmelere rağmen hayatta kalabilmektedirler. Antibiyotikler, dünyada en çok kullanılan ilâçlar olmasına (ABD Sağlık Bakanlığı antibiyotikler için yılda 4–7 milyar dolar harcamaktadır) rağmen, ABD'de hastane enfeksiyonlarının % 70'ine antibiyotiklere dirençli bakteriler sebep olmaktadır.
Bakterilerin zaman içinde direnç kazanması, evrimcilerin öne sürdüğü gibi, bakteri DNA'sının tesadüfî mutasyonlar geçirmesi değildir. Medical Tribune'de yayımlanan bir makalede, 1845'te bir Kutup keşif gezisi sırasında donarak ölen ve cesetleri buzda korunan denizcilerin bağırsaklarında, yaşadıkları döneme ait bakterilerin yaşadığı tespit edilmiştir. Bu bakteriler, yaşadıkları çağdan çok sonra geliştirilecek birçok antibiyotiğe direnç özelliğini taşıyordu. Bu durum, bakterilerin antibiyotikleri tesirsiz kılacak savunma stratejilerine yaratılıştan sahip kılındıklarını göstermektedir.
Yeni bir antibiyotiğin, keşfedilmesinden piyasaya çıkmasına kadar geçen zaman, 8–12 yılı bulmakta iken, bakterilerin yeni çıkan antibiyotiği tanıyıp, ona karşı dirençli hâle gelmesi bu süreden çok daha kısadır. Hattâ bazı antibiyotikler daha piyasaya çıkmadan çapraz direnç* sebebiyle kullanılamaz hâle gelmektedir. Dünya Sağlık Teşkilâtı'na göre, dünyada tesirini kaybeden antibiyotiklerin yerini alacak çok az sayıda antibiyotik molekülü üretilebilmektedir. Görünen o ki, günümüzde bilim ve teknolojideki ilerlemelere rağmen, bakterilerle olan savaşta hâlâ çok gerideyiz.
Londra'da bir araştırma merkezinde görevli Dr. Livermore: "Bizim 8–12 yılda geliştirdiğimiz bir antibiyotik molekülüne bakteriler, sadece bir tedavi süresi kadar (8–14 gün) zamanda nasıl cevap veriyor ve direnç geliştiriyor?" diye soruyor. Hakikaten, en son teknolojilerle donatılmış araştırma ve geliştirme lâboratuvarlarında, konunun uzmanları tarafından yapılan çalışmalarla, çok büyük bütçeler ayrılarak geliştirilebilen bir antibiyotik molekülüne karşı, nasıl oluyor da, sadece birkaç mikron büyüklüğündeki bu bakteriler tarafından direnç geliştirilebiliyor? Her sanat eserinin üzerinde, sanatçısını gösteren bir imza vardır. Sonsuz ilim ve kudrete sahip Yaratıcı'nın da her mahlûk üzerinde Kendi'ne mahsus, taklit edilemeyen bir mührü vardır. Bakteriler bizi hayrete düşüren bu hususiyetlerini Yaratıcı'ya borçlular. Aksi takdirde, bütün âlemi yaratan, bilen ve yarattığı her şeye sözü geçen bir İlâhı değil, yukarıdaki direnç kâbiliyetinin gelişmesi için, istihdam olunan milyonlarca faktörü ilâh kabul etmek gerekecek. Bunun da insanı aklından utandıran bir muhal olduğunu söylemeye gerek var mı?
* Çapraz Direnç: Belli bir ilâca dirençli olan mikroorganizmalar, aynı tesir mekanizmasına sahip diğer ilâçlara da dirençli olabilir. Çapraz direnç, kimyevî olarak yakın münasebete veya benzer bağlanma yeri veya tesirine sahip (makrolidler- linkomisinler) antibiyotikler arasında olur (meselâ Tetrasiklinler).
Kaynaklar
- Saraçlı MA. "Quorum sensing"; Mikroorganizmalar İletişim mi Kuruyorlar? Gülhane Tıp Derg. 2006; 48: 244–50.
- Akova M. Bakteriler Arası İletişimin Engellenmesi; Umut Vadeden Yeni Bir Antibakteryel Tedavi Yaklaşımı. Ankem Derg. 2005; 19(ek-2): 126-8.
- Whitehead NA, Barnard AM, Slater H, Simpson NJ, Salmond GP. Quorum-sensing in Gram-negative bacteria. FEMS Microbiol Rev. 2001 Aug;25(4):365–404. Review.
- Pearson JP, Gray KM, Passador L, Tucker KD, Eberhard A, Iglewski BH, Greenberg EP. Structure of the autoinducer required for expression of Pseudomonas aeruginosa virulence genes. Proc Natl Acad Sci USA. 1994, 4;91(1):197–201.
- Parsek MR, Fuqua C. Biofilms 2003: emerging themes and challenges in studies of surface-associated microbial life. J Bacteriol. 2004 Jul;186(14):4427–40
- Fuqua C, Parsek MR, Greenberg EP. Regulation of gene expression by cell-to-cell communication: Annu Rev Genet. 2001;35:439–68.
- Usluer G. Yeni Kullanıma Giren Antibiyotikler Farmakoloji Özel Dergisi. 2003; 1:2
- Rick McQuire, "Eerie: Human Arctic Fossils Yield Resistant Bacteria". Medical Tribune, December 29, 1988.
Dr. Emine ORAN
[SES]http://www.sizinti.com.tr/dosyalar/sesler/64kbps/365/4899.mp3[/SES]
Bakterilerin dünyası ile insanların sosyal hayatı arasında birçok benzerlik vardır. Bakteriler de insanlar gibi cemiyet hâlinde yaşar. Bakteri kolonileri, insan vücudunda bilhassa zengin gıda maddelerinin depolandığı (besiyeri) yerleri seçer. Yaşadıkları ortamın dengesi bozulduğunda, bakterilerin bazıları (patojen olanlar) hastalığa yol açar.
Bilim adamları, bakteriler hakkında insanı hayrete düşürecek bilgilere ulaşmışlardır. Bakterilerin de kendi aralarında bir nevi konuştuklarının anlaşılması, bu bilgilerin en enteresanıdır. Araştırmalarda, bakterilerin çevreye saldıkları 'sinyal moleküller' vasıtasıyla birbirleri ile iletişim kurdukları gösterilmiştir. Gram negatif bakteriler, açil homoserin lakton (AHL) molekülleri; gram pozitif bakteriler de, siklik tiyolakton (AIP) molekülleri yardımı ile birbirleriyle iletişim kurmaktadır. Ayrıca yabancı dilleri (farklı türdeki bakterilerin dilini) algılayabilen bakteriler de vardır. Birden fazla enfeksiyonun varlığından, yabancı dili algılayabilen karma mikroorganizmaların mesul oldukları düşünülmektedir. Bakterilerin işaret molekülleri ile iletişim kurmasının delili, gerekli gereksiz çok sık antibiyotik kullananlarda dirençli mikroorganizmaların çok hızlı bir şekilde ortaya çıkmasıdır.
Bakterilerin haberleşme sinyalleri, komşu bakterinin zarından geçer; bu sinyaller arttığında ortamdaki bakteri sayısı da artmış demektir. Bu şekilde bakteriler kendi sayılarını algılayabilirler. Bu algılamaya Quorum sensing denir. Yaratıcı'nın bakterilere ihsan ettiği bu mekanizma, onların türe has davranışları hep birlikte sergilemelerine ve çevre şartlarındaki değişikliklere hızlı cevap verebilmelerine vesile olur. Quorum sensing mekanizması, aynı türe ait bakteriler arasında olabildiği gibi, farklı bakteri türleri, hattâ bakteri ile üzerinde yaşadığı (konak) canlı arasında da olabilmektedir.
Bakterilerin yaşadıkları ortamda maruz kaldıkları tehlikelere karşı (meselâ onları öldürecek antibiyotiklere) dirençli hâle gelmeleri için, hususi bir süreç gereklidir. Bakteri sayısı belli yoğunluğa gelmediği sürece, savunma mekanizmaları harekete geçirilmediğinden direnç gelişmez. Bakterilerin sayısı arttıkça, dirençlerine ait bilgilerin kodlandığı genler yeniden düzenlenir. Bakteriler, belirli yoğunluğa eriştiklerinde, çevredeki aynı tür bakterilerle iletişim kurarak, direnç gelişmesiyle alâkalı bazı genlerin açılmasını tetiklerler. "Biyofilm" oluşumu (yoğun miktardaki aynı tür bakterinin ince bir tabaka teşkil etmesi) da, bakteri hücrelerinin antibakteriyel ajanlara karşı direncinde önemli rol oynar. Bu ince tabakanın meydana gelmesi de, algılama genlerinin işaretleri ile gerçekleşmektedir.
Erwing F. Smith 1905 yılında, 'çok sayıda bakterinin birkaç bakteriden daha güçlü olduğunu, bu birkaç bakterinin birlik olduğunda engelleri ancak aşabildiğini' belirtmiştir. Bu tespit, günümüzde de geçerlidir. İlâhî isimlerin tecelligâhı olan şu âlemde, bilhassa Hayy isminin cilvesine mazhar olan bakteriler, ilmî ve teknolojik gelişmelere rağmen hayatta kalabilmektedirler. Antibiyotikler, dünyada en çok kullanılan ilâçlar olmasına (ABD Sağlık Bakanlığı antibiyotikler için yılda 4–7 milyar dolar harcamaktadır) rağmen, ABD'de hastane enfeksiyonlarının % 70'ine antibiyotiklere dirençli bakteriler sebep olmaktadır.
Bakterilerin zaman içinde direnç kazanması, evrimcilerin öne sürdüğü gibi, bakteri DNA'sının tesadüfî mutasyonlar geçirmesi değildir. Medical Tribune'de yayımlanan bir makalede, 1845'te bir Kutup keşif gezisi sırasında donarak ölen ve cesetleri buzda korunan denizcilerin bağırsaklarında, yaşadıkları döneme ait bakterilerin yaşadığı tespit edilmiştir. Bu bakteriler, yaşadıkları çağdan çok sonra geliştirilecek birçok antibiyotiğe direnç özelliğini taşıyordu. Bu durum, bakterilerin antibiyotikleri tesirsiz kılacak savunma stratejilerine yaratılıştan sahip kılındıklarını göstermektedir.
Yeni bir antibiyotiğin, keşfedilmesinden piyasaya çıkmasına kadar geçen zaman, 8–12 yılı bulmakta iken, bakterilerin yeni çıkan antibiyotiği tanıyıp, ona karşı dirençli hâle gelmesi bu süreden çok daha kısadır. Hattâ bazı antibiyotikler daha piyasaya çıkmadan çapraz direnç* sebebiyle kullanılamaz hâle gelmektedir. Dünya Sağlık Teşkilâtı'na göre, dünyada tesirini kaybeden antibiyotiklerin yerini alacak çok az sayıda antibiyotik molekülü üretilebilmektedir. Görünen o ki, günümüzde bilim ve teknolojideki ilerlemelere rağmen, bakterilerle olan savaşta hâlâ çok gerideyiz.
Londra'da bir araştırma merkezinde görevli Dr. Livermore: "Bizim 8–12 yılda geliştirdiğimiz bir antibiyotik molekülüne bakteriler, sadece bir tedavi süresi kadar (8–14 gün) zamanda nasıl cevap veriyor ve direnç geliştiriyor?" diye soruyor. Hakikaten, en son teknolojilerle donatılmış araştırma ve geliştirme lâboratuvarlarında, konunun uzmanları tarafından yapılan çalışmalarla, çok büyük bütçeler ayrılarak geliştirilebilen bir antibiyotik molekülüne karşı, nasıl oluyor da, sadece birkaç mikron büyüklüğündeki bu bakteriler tarafından direnç geliştirilebiliyor? Her sanat eserinin üzerinde, sanatçısını gösteren bir imza vardır. Sonsuz ilim ve kudrete sahip Yaratıcı'nın da her mahlûk üzerinde Kendi'ne mahsus, taklit edilemeyen bir mührü vardır. Bakteriler bizi hayrete düşüren bu hususiyetlerini Yaratıcı'ya borçlular. Aksi takdirde, bütün âlemi yaratan, bilen ve yarattığı her şeye sözü geçen bir İlâhı değil, yukarıdaki direnç kâbiliyetinin gelişmesi için, istihdam olunan milyonlarca faktörü ilâh kabul etmek gerekecek. Bunun da insanı aklından utandıran bir muhal olduğunu söylemeye gerek var mı?
* Çapraz Direnç: Belli bir ilâca dirençli olan mikroorganizmalar, aynı tesir mekanizmasına sahip diğer ilâçlara da dirençli olabilir. Çapraz direnç, kimyevî olarak yakın münasebete veya benzer bağlanma yeri veya tesirine sahip (makrolidler- linkomisinler) antibiyotikler arasında olur (meselâ Tetrasiklinler).
Kaynaklar
- Saraçlı MA. "Quorum sensing"; Mikroorganizmalar İletişim mi Kuruyorlar? Gülhane Tıp Derg. 2006; 48: 244–50.
- Akova M. Bakteriler Arası İletişimin Engellenmesi; Umut Vadeden Yeni Bir Antibakteryel Tedavi Yaklaşımı. Ankem Derg. 2005; 19(ek-2): 126-8.
- Whitehead NA, Barnard AM, Slater H, Simpson NJ, Salmond GP. Quorum-sensing in Gram-negative bacteria. FEMS Microbiol Rev. 2001 Aug;25(4):365–404. Review.
- Pearson JP, Gray KM, Passador L, Tucker KD, Eberhard A, Iglewski BH, Greenberg EP. Structure of the autoinducer required for expression of Pseudomonas aeruginosa virulence genes. Proc Natl Acad Sci USA. 1994, 4;91(1):197–201.
- Parsek MR, Fuqua C. Biofilms 2003: emerging themes and challenges in studies of surface-associated microbial life. J Bacteriol. 2004 Jul;186(14):4427–40
- Fuqua C, Parsek MR, Greenberg EP. Regulation of gene expression by cell-to-cell communication: Annu Rev Genet. 2001;35:439–68.
- Usluer G. Yeni Kullanıma Giren Antibiyotikler Farmakoloji Özel Dergisi. 2003; 1:2
- Rick McQuire, "Eerie: Human Arctic Fossils Yield Resistant Bacteria". Medical Tribune, December 29, 1988.
