Süper bakterilere karşı evrimsel silah: 160 milyon yıllık proteinler canlandırıldı

Antibiyotik direncine karşı yürütülen çalışmalarda heyecan verici bir gelişme yaşandı. Oregon Üniversitesi biyologları, milyonlarca yıl önce yaşamış memeli atalarına ait antimikrobiyal protein parçacıklarını (peptit) genetik yöntemlerle laboratuvarda yeniden üreterek canlandırdı.

PLOS Biology dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, nesli tükenmiş atalardan diriltilen bu proteinlerin bir kısmı, ilaçlara dirençli günümüz bakterilerine karşı modern insan proteinlerinden çok daha güçlü bir performans sergiledi.

160 milyon yıllık evrimsel yolculuk

Araştırma ekibi, yaklaşık 160 milyon yıl önce Jura Dönemi’nin sonlarında ilk plasentalı memelilerin ortaya çıkışıyla birlikte gelişen laktoferrin proteini üzerine yoğunlaştı.

Gözyaşı, tükürük, anne sütü ve mukus gibi neredeyse tüm vücut sıvılarında bulunan laktoferrin proteini ve içerdiği antimikrobiyal peptitler, bakterilerin yaşamak için ihtiyaç duyduğu demir bağlarını kendine çekerek patojenleri besinsiz bırakabiliyor. Aynı zamanda doğrudan patojen zarını hedef alarak bakterinin yapısını bozup ve hücreyi patlatabiliyorlar.

Küçük bir mutasyon devasa etki yarattı

Araştırmacılar, antik proteinleri sentezlemek için "Atasal Dizilim Rekonstrüksiyonu" (Ancestral Sequence Reconstruction) adı verilen bir yöntem kullandı. İnsan ve inek gibi yaşayan türlerin laktoferrin gen dizilimleri karşılaştırılarak istatistiksel modellerle 160 milyon yıl önceki ortak ataların gen haritası çıkarıldı. Laboratuvarda sentezlenen antik proteinler, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus ve E. coli gibi ölümcül insan patojenlerine karşı test edildi.

160 milyon yıllık peptitlerin bakteri zarlarını zedelediği ancak bakterilerin bunu onarabildiği görüldü. Buna karşın, birkaç milyon yıl önceki daha yakın atalara ait proteinlerin insan peptitlerinden çok daha öldürücü olduğu tespit edildi. Peptidin amino asit zincirindeki tek bir mutasyonun bile bakterileri yok etme gücünü katlanarak artırdığı belirlendi.

Yeni nesil ilaç tasarımlarına ışık tutacak

Çalışmanın kıdemli yazarı evrimsel biyolog Matt Barber, bu tarihsel arşivin yeni ilaç tasarımlarında rehber olabileceğini belirtti.

Canlandırılan antik peptitlerin yapısal olarak çabuk bozulması nedeniyle doğrudan bir antibiyotik ilaca dönüşmesi kısa vadede beklenmiyor. Ancak milyarlarca yıllık bu evrimsel mekanizmanın anlaşılması, bakterilerin direnç geliştirmesini engelleyecek yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine zemin hazırlıyor.