Antibiyotik Direncinin Nedeni Belirlendi: Bakteriler Şekil Değiştiriyor!

Newcastle Üniversitesi’nden bir ekip, tekrarlayan idrar yolu enfeksiyonu olan yaşlı hastalardan alınan örneklerde, birçok antibiyotiğin genel hedefi olan bakterilerin hücre duvarını kaybedebileceğini saptamak için en gelişmiş teknikleri kullandılar.

Errington laboratuvarında yapılan araştırmaların sonuçları; bakterilerin “L-form değişimi” olarak bilinen hücre duvarı olmadan hayatta kalma kabiliyeti hakkındaki sonuçlar Nature Communications'da yayınlandı.

Dünya Sağlık Örgütü'ne göre antibiyotik direnci; küresel sağlık, gıda güvenliği ve kalkınmaya karşı en büyük tehditlerden biri olarak tanımlanıyor.

Araştırmanın baş yazarı, Newcastle Üniversitesi'nden Dr. Katarzyna Mickiewicz şunları söylüyor:

Bu duvarın, göz alıcı yüksek görüşlü ceket giyen bir bakteri olduğunu hayal edin. Bu onlara düzenli bir şekil verir (örneğin çubuk veya küre şekli gibi), güçlü kılar ve onları korur ama aynı zamanda özellikle insan bağışıklık sistemi ve penisilin gibi antibiyotiklere karşı yüksek görünürlük sağlar.

Antibiyotik kullanıldığında, bakterilerin oldukça düzenli duvarlı bir şekilden tamamen rastgele bir şekle değişebileceğini gördük. Yüksek görüşlü ceketlerini saklıyorlardı. Bu yeni şekille, vücut bakterileri kolayca tanıyamıyor ve bu yüzden onlara saldıramıyor. Bunu antibiyotik de yapamıyor.

L-form; Dayanıksız ama Hayatta Kalır!

Dr. Phillip Aldridge ve Dr. Judith Hall tarafından organize edilen bu araştırmada, Tyne Hastaneleri Vakfı’na bağlı Newcastle Freeman Hastanesi’ndeki klinisyenler ile işbirliği yapılarak örnekler alındı. Araştırmacılar, antibiyotik kullanıldığında (idrar yolu enfeksiyonu olan, penisilin veya hücre duvarını hedefleyen başka bir antibiyotik kullanan bir hastada olduğu gibi) bakterilerin, genellikle antibiyotiğin hedefi olan hücre duvarını kaybederek şekil değiştirme yeteneğine sahip olduğunu gösterdiler.

Errington ekibi, 2018'de Cell’de yer alan bir yayında (10.1016 / j.cell.2018.01.021), bağışıklık sistemimizin L-form değişiminine karşı bir miktar etkili olsa da antibiyotiklerle yapılan tedavinin çok daha etkili olduğunu göstermişti. Yeni çalışma, tipik olarak idrar yolu enfeksiyonu ile ilgisi olan E. coli, Enterococcus, Enterobacter ve Staphylococcus gibi bakteri türlerinin L-formlarının, çalışmaya katılan 30 hastanın 29'unda tespit edilebildiğini gösterdi. L-form bakteriler zayıftır ancak bu bakterilerden bazıları vücutta saklanarak hayatta kalırlar.

Aynı zamanda araştırmacılar ilk kez videoyla şunu yakalandılar; idrar yolu enfeksiyonu olan bir hastadan alınan L-form bakteri, antibiyotik gittikten sonra hücre duvarını yeniden oluşturdu ve bu sadece 5 saat sürdü. Ekip ayrıca, şeffaf zebra balığı modelinde doğrudan mikroskopi ile, L-form değişiminin sadece laboratuvardaki yapay koşullarda değil tüm canlı organizmalarda mümkün olduğunu gösterdi.

Dr. Mickiewicz şöyle açıklıyor:

Daha sağlıklı bir hastada, L-form bakterileri muhtemelen konakçılarının bağışıklık sistemi tarafından tahrip olacaktır. Fakat numunelerimizdeki gibi zayıf veya yaşlı hastalarda,  L-form bakterileri daha sonra hücre duvarlarını yeniden şekillendirerek yaşayabilir ve hasta yine başka bir enfeksiyonla karşı karşıya kalabilir. Bu yinelenen idrar yolu enfeksiyonlarının ana nedenlerinden biri olabilir.

Doktorlar için bu, bir kombinasyon tedavisi düşünmeleri anlamına gelir. Yani hücre duvarına ve gizli L-form bakterilere saldıran bir antibiyotik, yani RNA veya DNA'yı ve hatta çevreleyen hücre zarını hedefleyen bir antibiyotik gerekmektedir.

Sonuç

Araştırma aynı zamanda, L-form bakterilerinin hastanede kullanılan geleneksel yöntemlerle tanımlanmasının zor olduğunu ortaya koydu. Zayıf L-form bakterilerini desteklemek ve laboratuvarda tanımlanmalarını sağlamak için özel bir ozmoprotektif tespit yöntemine ihtiyaç vardı. Ekip, daha önce tedavi görmüş hastalardan örnekler alarak araştırmayı ilerletmeyi hedefliyor.