Antibiyotik direnci çöllere kadar yayıldı

Klinik ortamdan yayılan antibiyotik direnci geni, Namibya’daki Namib Çölü gibi en olanaksız yerlerden birinde, toprakta yaşayan bakterilere dek ulaştı. Araştırmacılar, antibiyotik direncinin yayılmasının tedavi seçeneklerini azaltmasından endişeli.

James Urquhart

Yeni bir araştırmada, klinik bir ortamdan yayılan antibiyotik direnci geninin, Namibya’da bulunan Namib Çölü gibi en olanaksız yerlerden birinde, toprakta yaşayan bakterilere dek ulaştığı keşfedildi. ‘Science of the Total Environment’ adlı dergide duyurulan keşif, toprakta yaşayan bakterilerin, insani faaliyetlerin bulunmadığı yerlerde bile, antimikrobiyal direnç genlerini içeren bir birikim oluşturabildiğine ve muhtemelen bunların tekrar kliniklere yayılmalarına yol açabileceğine ilişkin çoğalan kanıtlara yenilerini ekliyor.

DİRENÇ GENİ NASIL OLUŞUYOR?

Antibiyotik direnci, dünyadaki en büyük sağlık meselelerinden biri. Antibiyotiklerin insanları ve evcil hayvanları tedavi etmek için yaygın biçimde kullanılması, bakteri suşlarının* birçok ilacı etkisiz hale getirecek savunma mekanizmaları geliştirmesine neden oldu.

‘Beta-laktam’ türü antibiyotikler, penisilin ve türevlerini içeren en yaygın tiplerden biridir. Bu antibiyotikler, ‘E. Coli’ gibi bazı patojenik (hastalığa sebep olan/ç.n.) bakterilerin, kendilerini öldüren hücre duvarlarını büyütmesini engelleyerek çalışırlar.

Buna karşın, kimi suşlar, ilaçlara saldıran geniş spektrumlu ‘beta-laktamazlar’ (ESBL) adı verilen enzimler üreterek bu tehdidin üstesinden gelirler.

Bu enzimleri kodlayan genler doğal biçimde gelişebilir ya da antibiyotiğin etkisine bir cevap olarak ortaya çıkabilir. Klinik ortamlar ve tarımsal üretim yapılan topraklar gibi insan türü tarafından etkilenen diğer ortamlarda da yaygın biçimde bulunurlar.

Bununla birlikte, şimdiye dek çöller, dış ortamdan yalıtılmış haldeki mağaralar ve Arktik (Kuzey Kutbu bölgesi) dahil olmak üzere daha önce çok uzak bölgelerde de varlıkları saptanmıştı.

ÇÖLLERE DEK YAYILDI

Bu son çöl keşfini benzersiz kılan husus, bir plazmid üzerinde bir ESBL geninin bulunmasıydı; ESBL, genomundan ayrı bir şekilde bir bakterinin içine yerleşen dairesel bir DNA parçası. Bunlar (ESBL’ler/ç.n.) bakteriler arasında kolaylıkla paylaşılabilir ve klinik açıdan, yaygın olarak, bağlantılı antibiyotik direnç genlerinin iletilmesiyle ilişkilidir.

Güney Afrika’daki Pretoria Üniversitesi’ndeki çalışmaya öncülük eden Yashini Naidoo, “Daha önce, çöl ortamında, bir plazmid üzerinde bu genin görüldüğü rapor edilmemişti” diyor.

“Bir plazmid üzerinde bulunması, genin dışarıdan edinildiğini ve bu ortamda evrimleşmesinin ihtimal dahilinde olmadığını düşündürüyor.”

Naidoo ve meslektaşları, Nisan 2018’de Namib Çölü’nden alınan toprak örneklerinin genetik içeriğini analiz etmelerinin ardından bu keşfi yaptı.

Örnek toplanan altı alandan dördü, toprakta yaşayan bakteri türleri olan ‘Rhodococcus ruber’de bulunan bir plazmid üzerinde‘TEM-116’ adı verilen bir ESBL enzim kodlama geni barındırıyordu. Dahası, plazmid aynı zamanda, doğal yapısında yüksek arsenik seviyeleri olan topraklarda bulunan bakterilerin hayatta kalmasını sağlayan bir metal direnci geni içeriyordu. Metal direnci geni, bakterilerin varlıklarını sürdürmelerine yardımcı olduğu için, plazmidin diğer bakterilere yayılma olasılığını ve TEM-116 geninin varlığını sürdürme ihtimalini de arttırıyor.

Peki ama eğer gen klinik bir ortamdan yayıldıysa, çöle nasıl ulaştı?

MEVCUT TEDAVİ SEÇENEKLERİNİ AZALTABİLİR

Araştırmacılar bu işten kuşların sorumlu olabileceğini düşünüyorlar. Düzensiz yağışlardan sonra, milyonlarca gri sırtlı serçe beslenmek amacıyla toprağa konar. Bu ise topraktaki mikroorganizmaları dışkıları aracılığıyla insanların yaşadığı bölgelerden çöle ya da tam tersine taşımalarına neden olabilir.

Bu teoriyi destekleyen araştırma grubu, plazmid üzerinde dışkı kontaminasyonu (teması/ç.n.) ile ilişkili bir ‘bakteriyofaj’ –bakterilere hastalık bulaştıran bir virüs- bulunduğunu gözlemledi. Naidoo, bunun yanı sıra bizzat bakteriyofajın, TEM-116’yı yaymak için yeni bir araç olabileceğini ifade ediyor.

Naidoo, “TEM-116 klinik ortam ve doğal çevre arasında dolaştığından, bu genin çevrede kalıcı olması, mevcut haliyle klinikteki antibiyotik tedavisi sırasında yeniden ortaya çıkma olasılığının yüksek olduğu anlamına gelebilir” diye ekliyor. “Eğer bu gerçekleşirse, tedavi seçeneklerini uygulamayı da çok zorlaştırır.”

*Bir bakteri veya virüsün farklı alttürlerinin, aralarında genetik farklılıklar bulunan gruplarına ‘Suş’ denir. Farklı suşlar arasında, ilaçlara, dış etkilere dayanıklılık vs. özellik değişiklikleri olabilir. (ç.n.)

**Plazmid, kendi kendini eşleyebilen, kromozomdan ayrı bir DNA parçasıdır. Tipik olarak dairesel ve çift sarmallıdır. Genelde bakterilerde, bazen ökaryotlarda da (örneğin Saccharomyces cerevisiae deki 2 mikrometre plazmidi ) bulunur.(ç.n.)

Bu makalenin orijinali Cosmos Magazine‘de yayımlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)