Antibiyotiğin vücuttaki etkisi ilk kez görüntülendi: Bakteriyi böyle öldürüyor
Bilim insanları, hastalık yapan bakterileri gerçek zamanlı olarak öldüren antibiyotiğin etkisini çarpıcı bir şekilde görüntüledi. Nature Microbiology dergisinde yayımlanan araştırmada, polimiksin adı verilen antibiyotiklerin bakteri zarlarını nasıl delip içlerine sızdığı ayrıntılı şekilde ortaya kondu.
Araştırma, özellikle Escherichia coli (E. coli) gibi hastalık yapan gram-negatif bakterilere odaklandı. Bu tür bakteriler, hücrelerini iki zarla koruyarak antibiyotiklerin içeri girmesini engelliyor. Salmonella ve dizanteri etkeni Shigella da bu sınıfa dahil. Polimiksinler ise bu dış zarı hedef alarak dirençli enfeksiyonların tedavisinde kritik bir rol oynuyor. Ancak bugüne dek bu antibiyotiklerin bakterilerin “zırhını” nasıl aştığı tam olarak bilinmiyordu.
Araştırmacılar, atomik kuvvet mikroskobu adı verilen bir teknik kullanarak bakteri yüzeyini taradı. İğne gibi bir ucu bakterinin üzerinde gezdirerek hücrelerin yüzey haritasını çıkaran bu yöntem sayesinde polimiksinlerin etkisi gerçek zamanlı görüntülendi. E. coli bakterileri, antibiyotik saldırısı altında zarlarında küçük kabarcıklar ve çıkıntılar oluşturdu. Bu süreç sonunda bakteriler dış zarlarını dökerek antibiyotiğin içeri sızmasına izin verdi.
Araştırmanın yazarlarından ve University College London’da biyofizik ve mikrobiyoloji alanında doktora öğrencisi olan Carolina Borrelli, “Antibiyotiğin bakteri yüzeyinde yarattığı etkiyi gerçek zamanlı görmek inanılmazdı” dedi. Borrelli, elde ettikleri görüntülerin polimiksinlerin bakterilerin “zırhını” ne kadar ciddi şekilde bozduğunu doğrudan gösterdiğini vurguladı. “Hücre sanki dış duvarının tuğlalarını o kadar hızlı üretmeye zorlanıyor ki duvar bozuluyor ve antibiyotik içeri giriyor” dedi.
Araştırmaya göre polimiksinler yalnızca aktif olarak büyüyen bakterilerde etkili olabiliyor. Zor koşullarda “uyku” durumuna geçen ve metabolizmalarını yavaşlatan bakteriler, yıllarca büyümeden ve çoğalmadan hayatta kalabiliyor. Bu durumda polimiksinler, bakterilerin zırh üretimini artırıp duvarı bozamadığı için etkisiz kalıyor.
Ekip, bu bulguları daha etkili tedaviler için kullanmayı hedefliyor. Çalışmanın yazarlarından Bart Hoogenboom, “Bir strateji, polimiksin tedavisini, bakterilerin ‘zırh üretimini’ artıran ya da uyuyan hücreleri uyandıran yöntemlerle birlikte uygulamak olabilir” dedi. Böylece “uyuyan” bakteriler de hedef alınarak tamamen yok edilebilecek.
Bu bulgular, polimiksinlerin gram-negatif bakterilere karşı en önemli savunma hattı olduğunu ve çalışma mekanizmasının anlaşılmasının hayati önem taşıdığını gösteriyor. Araştırma, antibiyotik direncine karşı yeni stratejiler geliştirilmesinin önünü açabilir.