Bakterileri, neden oldukları hastalıklar ve ölümler ve en iyi antibiyotiklerimizi defalarca nasıl engelledikleri ve ilaca dirençli süper böceklere nasıl dönüştükleri için dünyadaki en büyük belalardan biri olarak düşünmek kolaydır.
Ama aslında bakteriler her zaman yaptıkları şeyi yapıyor, hayatta kalmak için yeni yollar buluyorlar.
Yeni antibiyotik arayışları devam ederken, aynı anda birden fazla bakteriyel kaçış yolunu kıskaca almaya çalışmak ve mikropların birbirini izleyen biyolojik hack'lerle direnç geliştirme şansını sınırlamak için kombinasyon tedavileri giderek daha fazla test ediliyor.
Bir araştırmaya göre 2019'da dünya çapında üçüncü önde gelen ölüm nedeni olan antibakteriyel dirençle mücadelede bu çok yönlü saldırıların ne kadar etkili olacağı oldukça spekülatif olsa da, kullandığımız ilaçlarla daha fazla antibiyotik direncine yol açmadığımızdan emin olmak için hayati bir strateji.
Şimdi, ABD ve Çin'den bilim insanlarından oluşan bir ekip, yeni bir çift etkili antibiyotik sınıfının bakterilerin direnç geliştirmesini 100 milyon kat daha zorlaştırabileceğini hesapladı.
Makrolon adı verilen bu sentetik bileşikler, ilk olarak 1950'lerde keşfedilen ve yaygın kullanımdan sonra bakterilerin hızla direnç kazandığı eski antibiyotiklerden türetilmiştir.
Onlarca yıl süren ilaç geliştirme çalışmalarından ve araştırmacıların kimyasal yapılarla oynamalarından sonra, 2010 yılında makrolonların gücünü artırmak için makrolid merkez halkasına bir kinolon yan zinciri eklenerek makrolonlar geliştirildiğinde bir dönüm noktası yaşandı.
Bu yeni bileşikler "olağanüstü antibakteriyel profilleri" ve ilaca dirençli bakteri türlerini bile öldürme yetenekleriyle tanındı — ancak kimse makrolonlara üstün özelliklerini veren moleküler özelliklerin ne olduğunu bilmiyordu.
Bunu öğrenmek için Chicago Illinois Üniversitesi'nden (UIC) biyoloji bilimci Elena Aleksandrov ve meslektaşları üç yeni makrolon sentezledi ve temel bakteri hücresi işlevlerini nasıl engellediklerini anlamak için moleküler yapılarını analiz etti.
Bu makrolonların bakterileri iki şekilde öldürdüğünü keşfettiler: replikasyon sırasında DNA'yı açan ve katlayan bakteriye özgü bir enzime müdahale ederek veya hücrenin protein üretim fabrikaları olan ribozomu ya da her ikisini birden inhibe ederek.
UIC farmasötik bilimcisi ve yeni çalışmanın kıdemli yazarı Alexander Mankin, "Bu antibiyotiğin güzelliği, bakterilerde iki farklı hedef aracılığıyla öldürmesidir" diyor.
"Antibiyotik her iki hedefi de aynı konsantrasyonda vurursa, bakteriler iki hedeften herhangi birinde rastgele mutasyonlar edinerek dirençli hale gelme yeteneklerini kaybederler."
Dahası, makrolonlar laboratuvarda yetiştirilen bakterileri bilinen herhangi bir direnç genini aktive etmeden yok etti ve Streptococcus pneumoniae gibi iyi bilinen ilaca dirençli süper böceklere karşı "önemli ölçüde gelişmiş aktivite" gösterdi.
UIC'den yapısal biyolog Yury Polikanov, "Temelde iki hedefi aynı konsantrasyonda vurmanın avantajı, bakterilerin basit bir genetik savunma bulmasını neredeyse imkansız hale getirmenizdir" diyor.
Ancak bu yeni çift etkili antibiyotiklerin ölümcül ve çevik bakteri türlerine karşı sunduğu savunmayı güçlendirmek için hala yapılması gereken işler var.
Araştırmacıların tahminlerine göre direnç 'neredeyse imkansız' olabilir, ancak bakterilerin bu yeni antibiyotikleri kırmak için çantalarından çıkarabilecekleri genetik hileleri hafife almamalıyız.
Mankin, "Tüm bu çalışmalardan elde edilen ana sonuç, nasıl ilerlememiz gerektiğinin anlaşılmasıdır" diyor. "Ve kimyagerlere verdiğimiz anlayış, her iki hedefi de vurmak için bu makrolonları optimize etmeniz gerektiğidir."
Çalışma Nature Chemical Biology'de yayımlandı.