Sıradan Bir Mantar, Ölümcül Mikropları Yok Etti
Malassezia mayası cildin bakteriyel enfeksiyonlardan korunmasına yardımcı olur, ancak sadece belirli bir noktaya kadar.
Oregon Üniversitesi’ndeki bilim insanları, insan derisinde bulunan yaygın bir maya tarafından üretilen ve Amerika Birleşik Devletleri’nde her yıl yaklaşık 500.000 hastaneye yatıştan sorumlu bir bakteri olan Staphylococcus aureus’a karşı güçlü antimikrobiyal aktivite sergileyen bir molekül tespit etti.
Bu keşif, antibiyotiğe dirençli bakterilere karşı mücadelede yeni bir stratejiyi temsil ediyor. Üniversitede doktora sonrası araştırmacı olarak görev yapan Caitlin Kowalski’ye göre, ilaca dirençli enfeksiyonların yarattığı küresel tehdidin giderek artmasına rağmen, insan derisinde yaşayan mantarlar, potansiyel yeni antibiyotiklerin büyük ölçüde keşfedilmemiş bir kaynağı olmaya devam ediyor.
Current Biology dergisinde yayınlanan bulgular, ciltte yaşayan Malassezia mantarının yağları ve katı yağları nasıl metabolize ederek hedeflenen antimikrobiyal etkilere sahip yağ asitleri ürettiğini vurguluyor. Bu yağ asitleri, nüfusun yaklaşık üçte birinin burun kanallarında zararsız bir şekilde taşınan bir bakteri olan Staphylococcus aureus’u öldürmede özellikle etkilidir. Bununla birlikte, S. aureus vücuda yaralar veya kesikler yoluyla girdiğinde ciddi enfeksiyonlara, özellikle de yaygın olarak staf enfeksiyonları olarak bilinen deri ve yumuşak doku enfeksiyonlarına neden olabilir.
Staphylococcus aureus aynı zamanda mevcut antibiyotiklere karşı dirençli olmasıyla bilinen bir hastane mikrobudur ve yeni ilaçlara olan acil ihtiyacı artırmaktadır.
Yeni Potansiyeliyle Yeniden Keşfedilen Bir Bileşik
Kowalski, yeni antibiyotik yapılarını tanımlayan birçok çalışma olduğunu belirterek, “ancak bizimkinin eğlenceli ve ilginç yanı, iyi bilinen ve insanların daha önce üzerinde çalıştığı (bir bileşiği) tanımlamış olmamızdı” dedi.
Bileşik normal laboratuvar koşullarında toksik değildir, ancak sağlıklı cildin asidik ortamını kopyalayan koşullarda güçlü olabilir.
Kowalski, “Sanırım bu yüzden bazı durumlarda bu tür antimikrobiyal mekanizmaları gözden kaçırmış olabiliriz,” diye ekledi, “çünkü laboratuvardaki pH yeterince düşük değildi. Ancak insan derisi gerçekten asidiktir.”
Kowalski, insanların mikrobiyom olarak bilinen devasa bir mikroorganizma dizisine ev sahipliği yaptığını, ancak yerleşik mantarlarımız ve bunların insan sağlığına katkıları hakkında çok az şey bildiğimizi söyledi. Deri mikrobiyomu Kowalski’nin özel ilgi alanına giriyor çünkü vücudun diğer kısımları düzinelerce farklı mantarı barındırırken, deri ağırlıklı olarak Malassezia olarak bilinen bir tür tarafından kolonize ediliyor.
Malassezia kepek ve egzama vakalarıyla ilişkilendirilebilir, ancak nispeten zararsız ve cilt florasının normal bir parçası olarak kabul edilir. Bu maya memeli derisinde yaşamak üzere evrimleşmiştir, öyle ki deri tarafından salgılanan lipitler – yağlar ve katı yağlar – olmadan yağ asitleri üretemez.
Kowalski, üzerimizde bol miktarda Malassezia bulunmasına rağmen, bunların yeterince araştırılmadığını söyledi.
“Deri, gerçekten iyi çalışılmış olan bağırsakta olanlara paralel bir sistemdir” dedi. “Bağırsak mikrobiyomunun konak bileşiklerini değiştirebildiğini ve yeni işlevlere sahip kendi benzersiz bileşiklerini oluşturabildiğini biliyoruz. Cilt lipit bakımından zengindir ve cilt mikrobiyomu bu lipitleri işleyerek biyoaktif bileşikler de üretir. Peki bu cilt sağlığı ve hastalıkları için ne anlama geliyor?”
Lipid İşleme ve Bakteriyel Yıkım
Sağlıklı donörlerden alınan insan derisi örneklerine ve laboratuvarda deri hücreleriyle yapılan deneylere bakan Kowalski, Malassezia sympodialis mantar türünün konakçı lipidlerini antibakteriyel hidroksi yağ asitlerine dönüştürdüğünü tespit etti. Yağ asitlerinin hücrelerde çeşitli işlevleri vardır ancak özellikle hücre zarlarının yapı taşlarıdır.
Malassezia sympodialis tarafından sentezlenen hidroksi yağ asitleri deterjan benzeri olup Staphylococcus aureus’un membranlarını tahrip ederek iç içeriğinin dışarı sızmasına neden olmuştur. Kowalski, bu saldırının Staphylococcus aureus’un cilt üzerinde kolonileşmesini engellediğini ve sonuçta bakteriyi 15 dakika gibi kısa bir sürede öldürdüğünü söyledi.
Ancak mantar sihirli bir değnek değildir. Yeterince maruz kaldıktan sonra stafilokok bakterileri, klinik antibiyotikler aşırı kullanıldığında olduğu gibi, sonunda mantara karşı toleranslı hale geldi.
Genetiklerine bakan araştırmacılar, bakterilerin bakteriyel stres tepkisini aktive eden Rel geninde bir mutasyon geliştirdiğini buldular. Benzer mutasyonlar daha önce Staphylococcus aureus enfeksiyonu olan hastalarda da tespit edilmişti.
Bulgular, bir bakterinin konakçı ortamının ve diğer mikroplarla etkileşimlerinin antibiyotiklere karşı duyarlılığını etkileyebileceğini gösteriyor.
Kowalski, “Bir patojenin büyümesini önlemek için bakteri eklemek gibi mikropları tedavi edici olarak uygulamaya yönelik artan bir ilgi var” dedi. “Ancak bunun henüz tam olarak anlayamadığımız sonuçları olabilir. Antibiyotiklerin direncin evrimine yol açtığını bilmemize rağmen, mikropların tedavi edici olarak uygulanmasını düşündüğümüzde bu dikkate alınmadı.”
Gelecekteki Antibiyotik Keşfi için Çıkarımlar
Keşif, ilaç keşfi için bir karmaşıklık katmanı eklese de Kowalski, yerleşik mantarların gelecekteki antibiyotikler için yeni bir kaynak olma potansiyeli konusunda heyecanlı olduğunu söyledi.
Antimikrobiyal yağ asitlerinin tanımlanması üç yıl sürdü ve disiplinler arası bir çaba gerektirdi. Kowalski, bileşiğin izini sürmek için McMaster Üniversitesi’ndeki kimyasal mikrobiyologlarla işbirliği yaptı.
Kowalski’nin danışmanı, UO Fen Edebiyat Fakültesi’nde biyoloji doçenti olan Matthew Barber, “Samanlıkta iğne aramak gibiydi ama göremediğiniz moleküllerle” dedi.
Kowalski, antibiyotik toleransına yol açan genetik mekanizmaları daha derinlemesine inceleyen bir takip çalışması üzerinde çalışıyor. Ayrıca, mantarları odak noktasına getirdikten sonra Barber’ın laboratuvarından ayrılarak, cilt mikrobiyomunun göz ardı edilen rolünü daha fazla araştırmak için kendi laboratuvarını kurmaya hazırlanıyor.
Barber, “Antibiyotiklere dirençli bakteriyel enfeksiyonlar insan sağlığı için büyük bir tehdit ve bazı açılardan giderek daha da kötüye gidiyor” dedi. “Mikroorganizmaları anlamak ve aynı zamanda bu enfeksiyonları tedavi edebilmemiz ya da önleyebilmemiz için yeni yollar bulmak konusunda hala yapmamız gereken çok iş var.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Bilim İnsanları Arka Bahçelerinde Yepyeni Bir Antibiyotik Buldu