Antibiyotikler başarısız olduktan sonra insanlar ne yapar?
1920'lerin sonlarında penisilinin keşfinden bu yana, antibiyotikler insanları patojenlerden koruyor. Ama şimdi antibiyotiklerin etkinliği giderek azalmaktadır.Doğru olmak gerekirse, bakteriler mutasyona uğramaktadır. Giderek daha fazla bakteri antibiyotiklere dirençlidir. İstatistiklere göre, Amerika Birleşik Devletleri'nde her yıl 2 milyondan fazla insana ilaca dirençli bakteriler bulaşmakta ve bunların 23.000'i ölmektedir. Bilim adamları, kontrol edilmezse, ilaca dirençli bakterilerin (süper bakteri olarak da bilinir) her yıl dünya çapında milyonlarca ölüme neden olacağını tahmin ediyor.
Bilim insanları bu krizi çözmek için nanopartiküller, virüsler ve antimikrobiyal peptidler kullanarak bakterileri engelleme ve öldürme yollarını bulmaya çalışan çeşitli araştırmalar yaptılar.
Disarm: şant toksinleri
Bilim adamlarının araştırdığı ilk yöntem mikropları "etkisiz hale getirmektir", çünkü bazen iyileştirici etkiyi elde etmek için mikropları öldürmek gerekli değildir.
Pek çok mikrop insan vücudunu enfekte eder, toksin salgılaması ve konakçı hücreleri yok etmesi için ona güvenir. Örneğin, Staphylococcus, Escherichia coli ve Listeria (antraknoza neden olan ve yılanların, akreplerin ve deniz anemonlarının zehirini üreten) gözenek toksinleri üretebilir. Bu toksin, insan hücrelerini delebilen yaygın bir türdür. Hücre işlevini yok edin.
California Üniversitesi'ndeki bilim adamları, mikropların salgıladığı toksinlerle başa çıkmak için nanopartiküller kullanıyor. Nanopartiküller yapmak için genellikle plastik veya metal (gümüş gibi) kullanırlar, ardından kırmızı kan hücrelerinden bir tür membran çıkarırlar ve ardından nanopartikülleri membrana sararlar. Diyaframın koruması altında, nanopartiküller insan vücuduna girdikten sonra insan vücudunda bir bağışıklık tepkisine neden olmazlar, aynı zamanda toksinleri çekmek için yem görevi görebilirler, böylece toksinler normal sağlıklı hücrelere saldırmaz. Mikrop tarafından salgılanan toksin tükendiğinde, mikrop artık tehlikeli değildir.
Bu araştırma Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edildi ve bir fare deneyi aracılığıyla nanopartiküllerin toksinleri bir sünger gibi emdiği ve farelere zarar vermediği bulundu. Önümüzdeki bir veya iki yıl içinde bilim adamları, insan klinik denemeleri başlatmayı planlıyorlar.
Speedpost: sabit noktadan ilaç dağıtımı
İkinci yöntem nanopartikülleri kullanmaktır, ancak devre dışı bırakmak yerine "ekspres teslimat" haline gelir. Bilim adamları, ilaçları iletmek için nanopartikülleri kullanmaya çalışıyor.
Sıradan insanlar ilacı aldıktan sonra antibiyotikler kana girecek ve vücuda yayılacaktır.Bunun birçok yan etkisi vardır ve doz çok büyük olsa bile toksiktir. Ancak binlerce ilaç molekülünün tek bir nanopartikül içine doldurulmasıyla hedefli dağıtım gerçekleştirilebilir. Bilim adamları, dışarıdan minyatür bir hücre gibi görünen, nanopartikülleri zar kaplamasına saran bir zar tabakası yapmak için trombositlerin hücre zarını kullanırlar. Bu tür bir "kamuflaj", insan bağışıklık sistemi tarafından tespit edilmesini önleyecek ve bir bağışıklık tepkisine neden olmayacaktır.
İnsan vücuduna girdikten sonra, bazı bakteriler plateletleri örtmek için özel olarak adsorbe ederek bağışıklık sistemi tarafından tespit edilmekten kaçınmaya çalışır. Nanomalzemeler bir trombosit filmine sarıldığında, sığınmaları için bakterileri çekeceklerdir. İki taraf çekildikten sonra, birbirine yapışması kolaydır ve nanopartiküller, savunmayı saldırgan hale getirme ve sürekli olarak ilaçları mikroplara salma fırsatından yararlanacaktır.
İlaç çok etkili olacak ve ilacın toplam dozunun artması nedeniyle yan etkilere neden olmayacaktır. Aynı zamanda, bu yüksek verimlilik bakterilerin direnç mekanizmasını da bastırabilir, çünkü bakteriler direnç geliştirmek için çok geç kalmıştır. Deneyde farelere birçok antibiyotiğe dirençli olan Staphylococcus bulaştı.Bilim adamları fareleri tedavi etmek için bu yöntemi kullanıyor.
Ön saldırı: hücre yapısını yok edin
Üçüncü yöntem çok üstü kapalı değil, doğrudan mikroplara saldırıp onları öldürüyor. Antimikrobiyal peptitler gibi çoğu geleneksel antibiyotik de böyledir ve antibiyotiklerden daha etkilidir.
Antimikrobiyal peptitler, nispeten kısa amino asit dizilerinden oluşan protein parçalarıdır. Doğal organizmaların (mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanlar dahil) doğuştan gelen bağışıklık tepkisinin bir parçasıdır.Vücutta patojenlerin hücre zarına saldırır ve hücrelerinin iç yapısını tahrip edebilir. Antimikrobiyal peptitler, birçok mikropun "ölü rakipleridir" ve mikropların bunlara karşı direnç geliştirmesi zordur.
Amerika Birleşik Devletleri Massachusetts Institute of Technology'deki bilim adamları, yapay olarak antibakteriyel peptidler tasarlamaya çalıştılar, temel olarak tunikatların antibakteriyel peptitlerini (birincil deniz hayvanı) kullandılar ve bunlara bazı amino asitler eklediler. Bu, antimikrobiyal peptitlerin terapötik yeteneğini artırabilir ve antibiyotik direnci olan Escherichia coli ve Staphylococcus ile etkili bir şekilde savaşabilir. Geliştirilmiş antimikrobiyal peptit, farelerde önemli bir terapötik etki gösterir, şişmeyi azaltabilir, konağın bağışıklık sistemini etkinleştirebilir ve bir yedek kuvvet olarak beyaz kan hücrelerini harekete geçirebilir.
Test klinik olarak doğrulanırsa, bilim adamları antimikrobiyal peptidi bir krem haline getirmeyi planlıyor. Deride bir yara veya enfeksiyon varsa, bu kremi doğrudan uygulayabilir; ayrıca bakterilerin onları kirletmesini önlemek için masalara, bilgisayarlara, cerrahi aletlere ve kateterlere de uygulayabilirsiniz.
Zaman Silahı: Alerjenliği geri yükle
Yüksek teknolojiye eşdeğer dördüncü yöntem, ilaca dirençli bakterilerin duyarlılığını "kurtarmak" için genetiği değiştirilmiş teknolojiyi kullanmaktır; bu, zamanda geriye gitmek ve ilaca dirençli bakterileri ilaca duyarlılık durumunun eski durumuna döndürmek gibidir. Bu, doğal düşmanının yardımını gerektirir. -Virüsün yeteneği.
Yaklaşık 100 yıl önce insanlar bakteriyofaj adı verilen ve bakterileri avlamada çok etkili olan bir virüs keşfettiler. Antibiyotikler daha sonra yaygın olarak kullanılsa da, Doğu Avrupa'nın bazı bölgelerinde hala fajlar kullanılıyordu. Terapötik etkiyi doğrulayacak klinik veri olmamasına rağmen, birçok bilim adamı bakteriyofajların antibiyotikler kadar etkili olduğuna inanıyor. Ve bir virüs olarak bakteriyofajların bir başka avantajı daha var: Kendini sürekli çoğaltabiliyor, hayatta kalmasını ve çoğalmasını sağlamak için canlı bakterileri avlaması gerekiyor.Bu nedenle, dozaj açısından çok küçük bir miktar çok sayıda bakteriyi öldürebilir.
Bilim adamları, bakteriyofajlara yeni yetenekler eklemek için genetik teknolojiyi kullanmayı planlıyor. Yeni bakteriyofajlar, antibiyotik direnci geliştiren spesifik bakterileri hedef alacaktır. Yeni bakteriyofajlar, bakterinin direnç genlerini "yiyecek" veya bakterileri öldürecektir. İlaca dirençli bakteriler ilaç direnci tarafından "yendiğinde", bu, bakterilerin alerjikliklerini geri kazandıkları ve antibiyotikler tarafından kolayca inhibe edildikleri anlamına gelir.
Ek olarak, bakteriyofajların kullanılması, bakterilerin başka bir direncini kırabilir. Bazı bakteriler, antibiyotiklerin nüfuz etmesini engelleyen bir bariyer gibi, kendilerini korumak için biyofilm oluşturan bir bileşik salgılarlar. Genetiği değiştirildikten sonra, faj da bu biyofilm tabakasını yiyebilir ve hatta kendi DNA'sını bakterinin içine yerleştirebilir ve belirli bir anda bakterileri yutmak için patlayacaktır. Kısacası, bakteriyofaja yeni yetenekler enjekte etmeyi deneyebilir ve onu güçlü bir antibakteriyel ajan haline getirebilirsiniz.
Özel düzen: mikropların ışıkla işaretlenmesi
Antibiyotiklerin mikropları inhibe ederken ve öldürürken birçok yan etkisi vardır, mikropların mutasyona uğramasına ve ilaç direnci oluşturmasına ek olarak, hastalığa da neden olabilirler. Geleneksel antibiyotikler insan vücuduna girdikten sonra, mikropları öldürdüklerinde genellikle bazı probiyotikleri öldürürler.Bu, ayrım gözetmeksizin bombalama hedefi gibidir. Probiyotikler, vücutta sağlıkta önemli rol oynayan bir tür faydalı doğal mikroorganizmalardır. Homeostazdaki mikrobiyal ortam bozulursa, zararlı bakteriler bundan yararlanabilir. Clostridium difficile bir tür zararlı bakteridir ve vücutta genellikle zararsızdır, ancak antibiyotikler insan vücuduna girdiğinde toksininin psödomembranöz enterokolit oluşturması çok olasıdır.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Massachusetts Institute of Technology'den bilim adamları, bakteriyofajların en ideal antibiyotikler olduğunu defalarca araştırdıktan sonra keşfettiler. Sadece bir keskin nişancı gibi zararlı bakterileri öldürebilirler ve belirli hedefleri "tespit ederler". Bilim adamının yöntemi, bakteriyofajı teknik olarak işlemektir. Bir yandan, öldürebileceği ve hedef bakterileri doğru bir şekilde hedefleyebileceği bakteri aralığını sınırlayabilir. Öte yandan, ateşböcekleri gibi flüoresan proteinler üretmesini sağlayabilir ve bu da doktorların fajı takip etmesini sağlayabilir. Vücudun bulunduğu yer, derinlemesine semptomatik tedavi için elverişli olan, hastanın hangi bakterilerle enfekte olduğunu belirlemek için doktora geri bildirim sağlar.
Özetle, gelecekte antibiyotikler başarısız olsa bile, bu tedaviler olgunlaştığı ve klinik olarak uygulandığı sürece, herhangi bir ilaç bulunmaması konusunda endişelenmemize gerek yok. Ve geleceğin kesinlikle tek bir yönteme değil, ilaca dirençli bakterilerle savaşmak için birden fazla yöntemin kapsamlı bir şekilde kullanılmasına bağlı olacağına inanılmalıdır.
Bu makale büyük teknolojiden geliyor < Yeni Ansiklopedi > 2017 Sayı 4 Dergi Makalesi
