Antibiyotiklerin bakterileri öldürmesi gerçek zamanlı görüntülendi?
Bilim insanları, antibiyotiklerin hastalık yapıcı bakterilerin hücre zarlarını parçalayarak içeri sızma anlarını daha önce hiç görülmemiş bir detayla görüntüledi.
Bilim insanları, polimiksinler adı verilen bir antibiyotik türünün, hastalığa yol açan bakterilerin zarlarını nasıl bozup içeri sızdığını gösteren yeni görüntüler yayımladı. Bu görüntüler, antibiyotiklerin mikrobun zarlarını delerek iç yapılarına sızdığı anları inanılmaz bir ayrıntıyla yakalıyor.
Polimiksinlerin bakteri zırhını delme anı
Polimiksinler, Gram-negatif bakterilerin neden olduğu, diğer ilaçlara direnç geliştirmiş enfeksiyonların tedavisinde hayati bir savunma hattı olarak kullanılıyor. E.coli gibi Gram-negatif bakteriler, hücrelerinin etrafını saran ve antibiyotikleri dışarıda tutan bir tür zırh görevi gören iki zar tabakasına sahip. Ancak bu antibiyotiklerin bu zırhı tam olarak nasıl aştığı şimdiye kadar iyi anlaşılamamıştı.
University College London'dan (UCL) araştırmacılar, yeni çalışmada antibiyotiği tam da bu aksiyon sırasında görüntüledi. Atomik kuvvet mikroskopisi adı verilen bir teknik kullanarak, küçük bir iğneyi bakterilerin üzerinde gezdirerek şekillerini haritaladılar. Bu, polimiksin saldırısı sırasında bakterinin nasıl değiştiğini gözlemlemelerini sağladı.
Bakterinin kendini yok etmeye zorlanması
Gözlemlerde, polimiksinlerin E.coli hücrelerinin etrafındaki zırhlı zarların hızla şişkinlikler ve çıkıntılar oluşturmasına neden olduğu tespit edildi. Araştırmacılar, bakterilerin bu dış zarlarını döktüğünü, böylece antibiyotiklerin hücrenin içine girip onu öldürmesi için geçiş boşlukları yarattığını gördü.
Araştırma yazarlarından Carolina Borrelli, bu etkiyi çarpıcı bir benzetmeyle açıkladı: “Görüntülerimiz, polimiksinlerin bakteriyel zırhı ne kadar tehlikeye attığını doğrudan gösteriyor. Sanki hücre, dış duvarı için o kadar hızlı 'tuğla' üretmeye zorlanıyor ki, bu duvar parçalanıyor ve antibiyotiğin sızmasına izin veriyor.”
Soldan sağa: Antibiyotikle tedavi edilmemiş
bakteri; 15 dakika sonra bakteri; 30 dakika sonra; 60 dakika sonra;
90 dakika sonra. Beyaz ölçek çubuğu 250 nanometre
genişliğindedir.
Kaynak: Carolina Borrelli, Edward Douglas ve
diğerleri / Nature Microbiology
Ancak bu mekanizmada kritik bir kısıtlama var: Polimiksinler yalnızca aktif olarak büyüyen bakterilere karşı etkili. Bakteriler zorlu koşullarla başa çıkmak için bazen yıllarca beslenmeden, büyümeden veya çoğalmadan hayatta kalabildikleri uyku durumuna geçebilir. Bu uyku halindeyken, bakteri dış zar zırhını aktif olarak üretemediği için antibiyotik aynı üretim hızını tetikleyemiyor.
Bilim insanları, bir sonraki hedeflerinin bu bulguları kullanarak polimiksinlerin etkinliğini artırmak olduğunu belirtiyor. Bu, ironik bir şekilde polimiksin tedavisini, uyuyan bakterileri uyandıracak veya zırh üretimini teşvik edecek tedavilerle birleştirmeyi içeriyor; böylece bu hücreler de ortadan kaldırılabilecek.