Türümüzün genel yanılgısının aksine, bu dünyanın gerçek sahibi muhtemelen bakteriler olsa gerek. Milyonlarca yıldır varlar. Suda, toprakta, yerin yüzlerce metre altında ve hatta daha karmaşık yapılı hemen her canlının bir şekilde bünyesinde mevcutlar. Çetin yaşam koşullarına karşı direnebiliyorlar. Kendilerine yöneltilen türlü çeşit saldırılara (misal doğal antibiyotiklere ve hatta hiç tanımadıkları insan-yapısı türevlerine) rağmen bir yolunu bulup hayatta kalabiliyorlar. Dirayetliler, becerikliler ve sanki bir miktar da cesaretliler! Evet, yanlış okumadınız, cesaretliler! Mehdi Snoussi,* Andrej Košmrlj, Sattar Taheri-Araghi ve çalışma arkadaşları tarafından açık erişim imkânı sunan eLIFE adlı dergide yayımlanan yeni bir çalışmaya göre, antibiyotik saldırısına uğrayan bazı bakterilerin bir kısmı yükü göğüsleyip kalanların hayatta kalmasını sağlayabiliyorlar.

Araştırmacılar, insanların deri hücreleri tarafından doğal olarak üretilen bir antimikrobiyal peptid** molekülü (LL37) ile (insan dahil) sıcak-kanlı hayvanların bağırsaklarını mesken tutan Escherichia coli (E. coli) adlı bakterinin ilişkilerini incelemişler. Oldukça yoğun miktarda hücre içeren örnekler yerine, hücrelerin birbirinden çok uzakta olduğu (ve hatta hücrelerin tekil olarak incelenebildiği) şartlarda bakteri-LL37 ilişkilerinin nasıl seyrediyor olduğunu derinlemesine araştırmışlar. İzleme kolaylığı sunduğundan, LL37’nin ışığa maruz bırakıldıktan sonra (ateşböceği gibi) ışıldayan bir türevini kullanan araştırmacılar, bu parlak LL37 moleküllerinin ortamda nasıl dağıldığını gözlemlemişler. Ve bakterilerin hiç de beklenmedik bir davranış biçimi gösterdiğini tespit etmişler.

Antibiyotiklerin işlevini görmesi için belirli bir derişimin üstünde olması gerektiği çok iyi bilinen bir ilke. Eğer antibiyotik dozu yeteri miktarın altında kalırsa, bakterilerin yalnızca ufak bir bölümü engelleniyor ve kalanlar yaşamlarını (duruma göre direnç de kazanarak) sürdürüyor. Ancak, asgari engelleme derişimi (yahut Türkçe’ye yerleşmiş ifadesiyle “Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu,” İngilizcesi: “Minimum Inhibitory Concentration”) olarak anılan bu olgu, bakteri-antibiyotik çiftleri için sabit bir sayıya denk gelmiyor. Bu değişkenliğin en önemli sebeplerinden biri ortamdaki bakteri miktarının artması halinde istenen etkinliğe ulaşmak için gereken antibiyotiğin miktarının da artıyor olması. Fakat, genel olarak gözlendiği üzere, bakterilerin çok seyrek olması halinde işler biraz farklı seyrediyor.

Bakterilerin seyrek olduğu şartlarda, bakteri miktarının artırılması asgari engelleme derişimini pek de artırmıyor. Fakat araştırmacılar LL37-bakteri ilişkilerini incelerken, pek de beklemedikleri garip bir süreci gözlemişler. Peptid derişimi bakterilerin hepsini engellemeye yetecek seviyenin altında tutulduğunda (yani asgari engelleme derişimi aşılmadığında), ölü bakterilerin ışıl ışıl ışıldadığını, kalanların ise gayet sağlıklı bir şekilde yaşamlarını sürdürdüğünü ve bölünerek çoğaldıklarını belirlemişler. Ortaya çıkan bu tabloyu ise, ölmekte olan bakterilerin LL37 moleküllerini biriktirmek suretiyle kalanlar için kendilerini feda etmesi gibi yorumlamışlar. Fakat, bakterilerin oldukça karmaşık süreçlerle idare ettikleri diğer topluluk davranışlarının aksine, bu sürecin oldukça “edilgen” (kendiliğinden gerçekleşen) bir şekilde işliyor gibi durduğunu da vurgulamışlar.

Bakterilerin böylesi bir davranış biçimini gösterebildiği daha önce fark edilmemiş olduğundan, bu çalışma kısa sürede mikrobiyologların (ve muhtemelen ilaç araştırmacılarının) ilgisini çekti. Birçok araştırma grubunun Snoussi ve çalışma arkadaşlarının sonuçlarını başka bakteri-antibiyotik çiftleri üzerinde teyit etmek üzere çalışmaya başladığını tahmin etmek de zor değil. Ortaya konan sonuçların genelgeçerliği ve uygulama potansiyeli henüz bir muamma olsa da, bu gözükara bakterilerden öğreneceğimiz şeyler var gibi duruyor. Belki cesur oldukları kadar öğretmeye de heveslidirler…

* Ek Not: Makalenin ilk yazarı olan M. Snoussi halihazırda bir lisans öğrencisi. Bu küçük ayrıntının gençlere ilham kaynağı olabileceğini düşünüyoruz.

** Peptid: proteinlerin aksine çok az sayıda yapıtaşının (amino asit molekülleri) bir araya gelmesiyle oluşan ufak molekül zincirleri.

Yazar: H. Enis Karahan

Editörler: Arzu Uyar, Tuğba Öztürk


Kaynaklar

S. Madsen, S. J. Sørensen, & M. Burmølle, “Bacterial social interactions and the emergence of community-intrinsic properties,” [Bakterilerin toplumsal davranışları ve topluluğa içkin özelliklerinin gün yüzüne çıkması], Curr. Opin. Microbiol., 42, 104–109, 2018.

Sharlach, “Dying bacteria absorb antibiotic, allowing others to survive and grow,” [Ölmekte olan bakteriler antibiyotikleri içine alarak kalanların yaşamasına ve çoğalmasına olanak tanıyor], 10 Şubat 2019’da https://phys.org/news/2019-02-dying-bacteria-absorb-antibioticsurvive.html adresinden ulaşılmıştır.

Snoussi, J. P. Talledo, N.-A. Del Rosario, S. Mohammadi, B.-Y. Ha, A. Košmrlj, & S. Taheri-Araghi, “Heterogeneous absorption of antimicrobial peptide LL37 in Escherichia coli cells enhances population survivability,” [Antimikrobiyal peptid LL37’nin Escherichia coli hücreleri tarafından heterojen şekilde emilmesi popülasyonun hayatta kalabilirliğini pekiştiriyor], eLife, 7, e38174, 2018.