Bakteri ve Antibiyotiklere Karşı Direnç Kazanma Mekanizmaları

Bakteri ve Antibiyotiklere Karşı Direnç Kazanma Mekanizmaları

Bakteri ve Antibiyotiklere Karşı Direnç Kazanma Mekanizmaları

Bir antibiyotiğin doğuşu !!!

Kayda geçen veriler doğrultusunda 1928 yılında Londra’ da St. Mary’ s Hospital’ de bakteriler üzerine çalışmalar yapan bakteriyolog Alexander Fleming, şu anımızda oldukça büyük bir öneme sahip olan antibiyotikleri tamamen bir rastlantı sonucu keşfediyor. Stafilokok varyantları üzerinde çalışmalar yaptığı sırada şans eseri kültür ortamına bulaşmış küf mantarının çevresinde stafilokokların üreyemediğini aksine öldüğünü gördü. Bulaşan küf mantarının Penicillinum türünden oluşması sebebiyle keşfettiği maddeye penicillin dedi. Fleming, keşfetmiş olduğu madde üzerinde çalışmalara devam etti. çalışmaların sonunda, 1945 yılında çalışma yaptığı arkadaşlarıyla beraber penisilin ve bulaşıcı hastalıklardaki etkilerini keşifleri ile Nobel Fizyoloji ve Tıp ödülünü aldı. (penisilin tedavisi ile hayatı kurtulan Prof. Dr. Aziz Sancar da 70 yıl sonra Nobel Kimya Ödülünü alıyor. Nerden nereye işte:) ) böylece antibiyotikle tanışmış olduk.

Antibiyotik neydi ?!

Antibiyotik, birçok farklı mikroorganizmadan (özellikle Fleming’in keşfettiği gibi küf mantarları) ve yapay olarak da elde edilebilen maddelerin ortak ismi olarak bilinir. Antibiyotikler genel anlamda bakteri kaynaklı enfeksiyonların tedavisinde kullanılırlar. Aynı zamanda antibiyotikler, klinik çalışmalar dışında tarımda, su kültüründe, hayvan çiftliklerinde kullanılmaktadır. Antibiyotikler, etki derecelerine göre iki farklı grupta incelenir, bakteriyostatikler ve bakterisidler. Bakteriyostatikler, bakteri hücresinin büyümesini ve çoğalmasını engeller böylece kolaylıkla yok edilirler. Bu sınıf bakterileri, tetrasiklinler, makrolid, sülfonamidler, amfenikoller, linkozamidler, metronidazol ve mikonazol olarak bilinir. Bakterisidler ise çok büyük tahribat yaratarak bakteri hücrelerini yok ederler. Beta laktamlar, polipeptidler, florokinolonlar, vankomisin, rifamisin ve teikoplanin bakterisidlerdir.

Antibiyotik vs. bakteri

 Antibiyotikler bakterilere hücre duvarı aracılığı ile etki ederler. Beta laktam antibiyotikleri bakteride hücre duvarı oluşumunu engeller ve hücre içerisindeki basınç artar. Böylece hücre zarı patlar. Beta laktam antibiyotiklerine örnek olarak penisilin ve sefalosporin verilebilir. Antibiyotiklerin farklı bir etki şekli ise ribozomlar üzerindendir. Ribozomlar hücrede protein üreten organellerdir.  Mikrolit grubu antibiyotikler ribozomların protein üretmesini engeller. Protein üretemeyen hücre ölür. Bu grup antibiyotiklere örnek olarak ise eritromisin verilebilir. Kinolon grubu antibiyotikler ise (Siprofloksasin ve levofloksasin) DNA replikasyonu başladığı zaman DNA zincirlerini kırar ve onarımını engeller ve bakteri hücresi imhası gerçekleşir.

Bakteriler antibiyotiklerin etkilerine sessiz mi kalıyorlar? Asla!

Peki bakteriler antibiyotiklerin bunca etkisine karşı hiçbir şey yapmıyorlar mı ? elbette yapıyorlar. Yazımızın asıl konusu olan antibiyotik direnci, bakterilerin en büyük savunma mekanizmaları olarak görülebilir. Bakteriler antibiyotiklere karşı doğuştan gelen bir yetenek ile dirençli olabilir.

Nasıl mı? Şöyle ki, kullanılan antibiyotik o tür bakteri için uygun olmayabilir. Farklı bir söyleyiş ile bakteri, antibiyotiğin hedefi olan yapıya sahip değildir ve bu yüzden antibiyotik o bakteride etkili olmaz. Farklı bir direnç mekanizması ise kazanılmış dirençtir. Bu mekanizmada süreç içerisinde oluşan genetik değişiklikler sebebi ile bakteri antibiyotiğe karşı direnç kazanmış olabilir. Bunlar kromozomal ve ekstrakromozomal (kromozom dışı) direnç olarak ayrılabilir. Kromozomal direnç, bakteri kromozomunda kendiliğinden oluşan mutasyonlar sebebi ile oluşabilir. Bu değişikliklerde fiziksel ve kimyasalar faktörler etkili olabilir. Oluşan değişimler sonucu hücrenin geçirgenliği değişebilir veya antibiyotiğini hedefinde değişiklikler oluşabilir. Ekstrakromozomal direnç ise farklı yollarla aktarılan plazmid, transpozon ve integron gibi genetik elemanlara bağlıdır.

Plazmid genleri genellikle ilaçların parçalanmasını sağlayan enzimlerin üretilmesinden sorumludur. Plazmidler üzerindeki direnç genlerinin aktarılması ile direnç genleri yayılır. Bu süreçte en büyük yardımcı mekanizma konjugasyondur. Konjugasyon, iki bakterilerde görülen, temas sonucu genetik eleman aktarımının gerçekleştiği bir mekanizmadır. Ayrıca, plazmidler, gram pozitif ve gram negatif bakteriler arasında da aktarılabilirler. Transpozonlara gelecek olursak eğer, kromozom, plazmid veya bakteriyofaj gibi bir replikon üzerinde bulunan DNA dizileridir. Transpozonlar kendi kendilerine kopyalanamazlar bu sebeple bir replikona ihtiyaç duyarlar. Transpozonlar transpoziyon ile aktarılabilirler. Son yıllarda direnç genlerinin özellikle transpozonlar tarafından taşındıkları anlaşılmıştır.

Antibiyotik direnç mekanizmalarını dört ana başlık halinde toparlayabiliriz.

1. Enzimatik inaktivasyon: bakteriler antibiyotikleri yıkmak için enzim salgılayabilirler. Bunlara örnek olarak beta beta laktam antimikrobiyal ilaçları parçalayan beta laktamaz enzimi, aminoglikozitleri inaktive eden fosforilaz, asetilaz ve adenilaz enzimleri, kloramfenikolu inaktive eden asetil transferaz enzimi ve eritromisini inaktive eden esteraz enzimi direnç gelişiminde oldukça önemli enzimlerdir.

2. Aktif pompa sistemi ve zar geçirgenliğindeki değişim: aktif pompa sistemi antibiyotiği bakteriden uzaklaştırmak için programlanmış bir sistemdir diyebiliriz. Bu plazmid ve kromozom kontrolündedir. Zar geçirgenliği ise gram negatif bakterilerin porin değişikliklerine bağlı olarak azalır ve direnç oluşur.

3. İlaç hedefindeki değişiklik: hedef bölgesini değişikliği bakteri genindeki mutasyonlar sonucunda oluşur. Farklı bir yol ile seçilen antibiyotiğe de bağlıdır.

4. Hücre içi metabolik düzenlemeler: bakteri, antibiyotiğin hedeflemiş olduğu metabolik yolları modifiye ederek hedefine ulaşmasını engeller.

Son olarak…

Antibiyotikler belirtmiş olduğumuz gibi günümüzde birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Tedavilerde kullanılan antibiyotiklere karşı oluşan direnç günümüzde çok ciddi bir sorun olarak görülmektedir. Bu problemin en büyük sebebi ise şüphesiz yanlış ve aşırı antibiyotik kullanımıdır. Bir antibiyotiğe dirençli olan hücre kısa sürede birden çok ilaca karşı da direnç kazanmakta ve bu çoğul dirençli mikroorganizmalar hızla ortama yayılmaktadır. Bu durum tedavinin süresini veya etkisini ciddi oranda etkiliyor. Bunun önüne geçebilmek için bilinçlendirme ve önlem çalışmaları ciddi önem arz ediyor.

Antibiyotik direncinin önemli ölçüde önüne geçebilmek için Antibiyotikleri Yerinde, dozunda ve doğru kullanılmasına dikkat edelim.

Değinmediğimiz ama önemli olduğunu düşündüğünüz bilgiler için lütfen bize yazın.

Kaynakça

Beğen

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir