Rana Gül Aydın
İçindekiler
Giriş
Antimikrobiyal peptitlerin zarı tahrip etmesinin iç yüzünü anlamak, çoklu ilaç direnci olan bakteriyel enfeksiyonlara karşı daha iyi ilaçlar tasarlanmasında yardımcı olabilir. Şuan, küresel bir pandeminin ortasındayız ve antibiyotiğe dirençli bakterilerin belki de daha büyük tehdidini unutmak kolay görülebilinir.
Alexander Fleming’in ilk penisilini keşfinden sonra, tehlikeli bakterilerden korunmak için yeni antibiyotik türleri durmaksızın geliştiriliyordu. Şimdi ise öldürülemeyen ve kurtulması neredeyse imkansız olan bakterileri sık sık duyuyoruz.
Josefine Eliso, “Şuan, yeni antibiyotiklerin bulunması ve geliştirilmesine yönelik, özellikle medikal endüstride, sınırlı araştırma odağı var. Geliştirme durağan halde ve direnç mekanizmalarının zaten var olduğunu ya da yeni bir ilacın tanımlanmasından sonra geliştiğini görüyoruz.” diye açıkladı.
Doktorasını, Oslo Üniversitesi Kimya bölümünden yeni alan Nielsen, bakterilere karşı devam eden savaşta antibiyotikten farklı alternatifler arayan biri. Nielsen, Titan.uio.no’ya “Doktora projemde, antimikrobiyal peptitler olarak anılan bir bileşikler üzerine çalıştım. Bu peptitler, insanlar ve hayvanlar arasında bulunuyor.” diyor.
Peptitler, proteinler ile aynı yapıtaşı olan amino asitlerden oluşur ancak proteinlerden daha küçüktür.
Moleküler Düzeyde Ne Oluyor?
Adından da anlaşılacağı üzere, antimikrobiyal peptitler mikropları imha edebilir. Mikroplar, sadece bakterileri değil bununla birlikte virüsler ve mantarları da içerir. Nielsen, “Diğerlerinden büyük bir farkla bu fikre sahip olan ilk kişileriz. Antimikrobiyal peptitler ile ilgili belirli araştırma çabaları var ama belirgin bir klinik işarete ulaşan birkaç ilaç var.” diyor.
Daha öncesinde Eczacılık Bölümü’nde yüksek lisansını tamamlayan Nielsen, Kimya doktora çalışmalarına başlamadan önce Norveç İlaç Ajansı’nda çalışmıştır. Kolistin ilacı, antimikrobiyal peptide dayanır ancak muhtemel yan etkiler sebebiyle diğer tedaviler başarısız olana kadar kullanılmaz. “Bu antibiyotik, çoklu ilaç direnci olan bakteriyel enfeksiyonlu hastalar için son çare olarak kullanılır.” diyor Nielsen.
İlerlemek amacıyla bu peptitlerin tam olarak nasıl çalıştığını anlamak için, Nielsen’in çalıştığı moleküler düzeye kadar keşfetmek gerekir. Nielsen, “Moleküler düzeyde ne olduğunu anlayabilirsek, umarız ki daha iyi ilaç adaylarının tasarımında ortak çalışanlara öncülük eder.” diye açıklıyor.
Zardaki Dengeyi Bozmak
Nielsen, antimikrobiyal peptitlerin bakteri hücresini saran koruyucu zara ne yaptığını araştırdı. Peptitlerin, zara zarar verebildiğini ancak bunun nasıl olduğunu anlayamadı. “Daha önceki araştırmalar, bu peptitlerin bakteriyel zarda kanallar oluşturarak hareket ettiğini ve bu sayede sıvıların ve iyonların transfer edilmesini değişime uğratarak bakteriyel hücre ölümüne sebep olduğunu ileri sürmüştü.” diyor.
Yapay bakteri zarını, X ışınları ve nötron saçılımı kullanarak daha detaylı şekilde incelediğinde benzer kanallara dair kanıt bulamadı. Nielsen, “Bakteriyel zar iki tabakadan oluşur, iç ve dış tabaka arasında kendiliğinden lipit transferi vardır ancak bu aşama yavaştır ve antimikrobiyal peptit eklenmesiyle değişir. Böylelikle lipitlerin iç ve dış katmanlar arasında transfer edilmesi belirgin derecede hızlanır.” diyor.
Nielsen, “Biz, hücre zarında olan lipid transferindeki bu değişimlerin potansiyel olarak bakteri hücresini öldürmek için yeterli olabileceğini varsayıyoruz.” diyor ve ekliyor, “Bu antimikrobiyal peptitler, dengeyi bozduğunda bakteriyi öldürmek için yeterli olabilir.”
Virüsler, Mantarlar, Alzheimer ve Diyabet
Lipit transferinde bu dengesizliği yaratmak elverişliyse, tanımlı zar kanalları oluşturan karmaşık moleküllere ihtiyaç duymadan daha küçük ve daha az toksik ilaç adayları tasarlamak kolay olacaktır.
Nielsen, “Çünkü bu antimikrobiyal peptitler, zarın kendisi üzerinde hareket ettiği ve bu sebeple bakteriyel hücreye taşınmasına daha az bağımlıdır ve ilaca karşı direnç mekanizmasının gelişmesi daha az mümkündür” diyor.
Bakterilere etki edebilecek yeni ilaçlarımıza sahip olmadan önce, gidilecek uzun bir yolumuz var ancak neler olduğunu anlamak için bir adım daha atılmış oldu. Nielsen, Stanford Üniversitesi’nde doktora sonrası pozisyonunda bu peptitleri araştırmaya devam edecek.
Nielsen, “Asıl heyecan verici olan şey, bu peptitlerin yalnızca bakterileri değil mantarları, parazitleri ve virüsleri de etkilemesidir. Çok farklı bir etkiye sahipler.” diyor.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-03-antimicrobial-peptides-lipid-bacterial-membrane.html
Görsel Kaynak: https://researchmatters.in/news/harnessing-‘power-two’-kill-drug-resistant-bacteria
Editör: Elif Berfin KORGAN