#Bioinfocast kapsamında sizlerle bu podcastimizde, “Bakteriyofaj Tedavisi” üzerine bir söyleşi gerçekleştireceğiz. Sizlere, “Bakteriyofaj nedir?, Nasıl keşfedilmiştir?, Hangi yaşam formlarını tedavilerde kullanırız? ve Dünya üzerinde faj tedavisinin etkili örnekleri nelerdir?” sorularının cevaplarını aktaracağız. Hepinize keyifli dinlemeler diliyoruz. Bizleri Bioinforange sosyal medya hesapları üzerinden takip etmeyi ve yorumlarınızı iletmeyi unutmayın. Hoşçakalın.
Bakteriyofaj Tedavisi
Herkese Merhaba! Bioinforange podcaste hoş geldiniz! Ben Bengü, Harran Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik programı öğrencisiyim. Bioinfocast podcast kapsamında sizlerle “Bakteriyofaj Tedavisi” podcasti üzerine söyleşi yapacağız. Sizlere şu konular hakkında bilgi vereceğim; Bakteriyofaj nedir?, Nasıl bulunmuştur?, Hangi yaşam formlarını tedavilerde kullanırız?. Ayrıca sizlere, dünya üzerinde faj tedavisinin etkili örneklerinden bahsetmekte istiyorum. Hazırsanız başlayalım!
Bakterilerin yoğun antibiyotik kullanımı sonucunda giderek daha da dirençli hale gelmesinin bir sonucu olarak antibiyotiklerin işe yaramamaya başlaması şu günlerde bilim dünyası alternatif tedavi yöntemleri arayışı içerisine itmiştir. Bu arayışa, bakterilere saldırarak kendi DNA’larını bakteriye aktaran ve burada çoğalarak onların parçalanıp ölmesine neden olan bakteriyofajlar cevap olmaya başlıyor. Peki nedir bu bakteriyofaj?
Bakteriyofaj ya da sadece faj, eski Yunanca ’da “Bakteri Yiyen” anlamına gelmektedir. Fajlar, 20-30 dk.’lık kısa yaşam döngüleriyle, DNA’ya sahip basit virüslerdir. Fajların, bakterilerin dış yüzeylerine bağlandıkları ve kendi DNA’larını bakterilere enjekte ettiklerini biliyoruz. Bakteri, bu yabancı DNA’nın kölesi gibi davranmaya başlayarak faj proteinleri ve daha fazla DNA üretebilyor. Bu birliktelik yeni fajlar oluştururken bakterinin de yok olmasına neden oluyor. Bakteri yollu enfeksiyon hastalıkları durumunda, fajın bu aralar fazla rağbet görmesinin nedeni antibiyotiklerin sadece ‘öldür’ koduyla yaşıyor olmasıdır. Bizler, çocukluğumuz dahil olmak üzere yaşamımızda, bilinçli veya bilinçsiz yoğun antibiyotik kullanımıyla vücudumuzdaki hem yararlı hem yararsız bakterileri öldürmeye endeksleniyoruz. Ancak fajlar, sadece bizi rahatsız eden bakteriye enfekte olur.
Başrolümüz bakteriyofajlar, yüzyıllardır biliniyor. Ancak antibiyotiklerden oluşan cephanelik ele geçtiğinde, fajlara fazla itibar gösterilmedi. Antibiyotik direnci artınca, faj tekrar gün yüzüne çıktı. Fajları üretmekse çok kolay! Kolaydan kastımız, bulabileceğimiz alanlar fazla. Atık sularda, deniz suyunda, özellikle hastahanelerin kanalizasyon sularında, bakteri nerede fazlaysa orada faj bulmamız o kadar olası.
Gelelim bakteriyofajın tarihçesine. Fajların varlıkları ilk olarak 1896 yılında fark ediliyor. Bu kadar erken fark edilip, daha sonra antibiyotik devreye girince tedavisinin de bu zamanlara sarkması çok da yadsınmayacak olgular. Bakteriyofajı ilk bulan bilim insanı aslında daha sonra bulunmasına öncülük eden bilim insanı, E. Hanbury Hankin’dir. Hankin, o dönemde dünya üzerinde etkili olan ‘Vibrio cholerae’ bakterisi üzerinde çalışıyordu. Bu bakteri türü genellikle kıyı alanları boyunca, haliçler ve körfezlerde gibi kısmen tuzlu ve sıcak sularda yaşar. İnsanlar bu bakteriyle karışan suları içtikten sonra ya da çiğ olarak veya az pişmiş deniz ürünlerini tükettikten sonra bakterilerin bulaştığı yiyecekleri vücuda Vibrio cholerae ile birlikte alıyorlardı. Ve bu bakteri salgınlara ve ölümlere neden oluyordu. Vibrio cholerae, bağırsakları kaplayan hücrelerin artan miktarda su almasına neden olan cholerae toksinini üretip, ishale ve hızlı su kaybına neden oluyordu. Hanbury Hankin, Vibrio cholerae’nin Ganj Nehri’nde öldüğünü görüyor. Hankin nehir suyundan içenlerin, o zamanlar şiddetle devam eden kolera salgınından daha az etkilendiklerini görerek sebebini buna bağlıyor. Yani Ganj Nehri’nde Vibrio cholerae ‘nin fajı bulunuyordu. Buraya kutsanmaya gelen insanlar bu sudan içince, bu suyla yıkanınca faj da böylece vücuda girmiş oluyordu ve buranın insanları Vibrio cholerae bakterisinin salgınından bu şekilde kurtuluyorlardı. Neden sadece Ganj Nehri diyebilirsiniz? Çünkü baştada söylediğimiz gibi fajlar atık sularda özellikle kirli sularda daha kolay bulunuyordu . Bu yüzden bölgenin insanları bu salgını rahat geçirdiler. Aradan çok geçmeden 1915 yılında İngiliz bakteriyolog Fredrick Twort sahaya çıkıyor, ve bir şekilde bakterileri öldüren ultra mikroskobik bir virüs tanımlıyor ancak bunu duyuramadan Paris’teki Pasteur Enstitüsü’nde çalışan Kanadalı mikrobiyolog olan Felix D’Herelle ‘ dizanteri’ hastalarının dışkısından bir ‘ anti-shiga’ mikrobunu ayırarak hastalığa neden olan bakterinin içinde yetiştirdikten sonra, bu virüsü “Bakteriyofaj” olarak adlandırdı. Bu yöntemle D’Herelle, bakteriyofajın hastaları tedavi edici yöntemini keşfeden ilk bilim insanı olarak tarihe geçer. Şu an hala enfeksiyon durumlarında antibiyotik kullanımından söz edemediğimiz yerde bakteriyofaj tedavisine başvuruyoruz, ki bence bu tedavi yöntemi artacaktır da; bu yüzden D’Herlle’e , Twort’e ve Hankin’e olan minnet borcumuz daimi olmalıdır.
Bakteriyofaj tedavisinin avantajları ve güç durumları var mıdır, derseniz elbette her konuda olduğu gibi burada da karşımıza birtakım maddeler sıralanıyor. Bunlar nedir diye bakarsak eğer antibiyotiğin aksine fajların yalnızca belli bakteri türlerine saldırdıklarını görürüz. Kuyruk kısımlarındaki adhesin enzimleri, bakterinin yüzeyindeki türe özgü moleküllerle etkileşime giriyor. Bu olay fajların yararlı bakteriye zarar vermediği anlamına gelirken zararlıları da öldürebiliyor. Oysa antibiyotikler, yararlı zararlı ayırt etmeden grupların büyük bir kısmını yok ediyorlar. Bir diğer avantaj ise antibiyotiklerin etkisi vücuda alındıktan sonra zamanla azalıyor olması ancak fajlar hızlı ve sürekli çoğalarak sayıca daima bakteriden üstün olur ve bakteri ölene kadar çoğalmaya devam eder. Bunun üzerine kendi üremelerini de kontrol altında tutarak zararlı bakteriyi yok ettikten sonra kendisini de yok eder. Alerjiye neden olmazlar, çok az yan etkilerinin olması, üretimlerinin ucuz olması ve kolay olması bir diğer avantajlarındandır. Çünkü doğa fajları kolayca üretir. Fajlar kemik enfeksiyonlarında ya da şeker hastalığından kaynaklanan yaralarda özellikle az miktarda kan akışı olan bölgesel enfeksiyonlarda yararlıdır. Ancak antibiyotikler bu bölgelere ulaşamazken fajlar çoğaldıkları ve bakteri topluluklarına doğru yayıldıkları için enfekte bölgeye nüfuz edebiliyorlar. Bu yüzden Gürcistan’daki bazı doktorlar antibiyotik yerine fajı tercih ediyorlar.
Zorluklarına bakarsak elbette fajlarında sakıncalı tarafları var. Tedavi süresince doğru fajın kullanılması için bakteriyel enfeksiyonun doğru tanı ile teşhis edilmesi gerekiyor. Bu gibi durumlarda hasta bir süre bekletiliyor çünkü faj oluşumunun olması gerekiyor. Bakteriler de faja karşı direnç geliştirebilir bu da mümkündür ancak antibiyotiğin aksine fajlar, mutasyona uğrayıp direnç geliştirmiş bakteriyle tekrar savaşabiliyor. Fajlar bu tedavi için yavaş yavaş oluşurken antibiyotikler hiç gelişme göstermiyorlar. Bu gibi zorlukların yanı sıra fajlarda daha kötü bir sorun var; Fajlar, litik ve lizojeniktir. Tedavi için litik fajlar kullanılır çünkü litik fajlar enfekte ettikleri bakteriyle DNA’larını enfekte edip, bakterinin duvarını parçalayıp öldürene kadar hızla çoğalır. Ancak diğer faj türleri bakterinin de DNA’sına girerek kendi DNA’larına ekleyerek üremeye başlarlar. Bu gibi durumlarda faj, bakteriyi diğer fajların saldırısından korur ve hastalık yapan mikroplara da yardımcı olur. Tıpkı kolerada olduğu gibi. Bu yüzden bilim dünyası faj tedavisine olumlu baksa da tıp dünyası antibiyotiğe güveniyor çünkü kullanılmak istenen fajların litik olduğu kanıtlanarak bu garanti edilmelidir.
Şimdi sizlere yakın zamanda yaşanan bir bakteriyofaj tedavisiyle komadan kurtulan bir hastadan bahsetmek istiyorum. ABD’nin San Diego kentindeki California Üniversitesi’nde bilim insanı olan Steffanie ve Tom, AIDS hastalığı üzerine araştırma yaparken tanışmışlar. Seyahati sevdikleri için de 50 ülke gezmişler. En son Mısır’da tatil yaparken Tom bulundukları otelde kusmaya başlamış. İlk olarak gıda zehirlenmesi sanmışlar ve verilen hiçbir ilaç işe yaramamış. Tom’ un durumu gittikçe ağırlaşınca çekilen tomografi sonucu karnında futbol topu büyüklüğünde bir apseye rastlanılmış. Bu sırada Tom komaya girmiş. Doktorlar ‘Acinebacter baumanni’ adlı bakterinin yol açtığı enfeksiyon sonucu böyle olduğunu ve bu enfeksiyonun en ağır enfeksiyon olduğunu söylemişler. Eşinin şansının kalmadığını öğrenen Steffanie, üniversitede mikrobiyoloji dersinden aşina olduğu bu bakteri için araştırmaya koyulmuş. Bahsedilen bakteri 20 yılda antibiyotiğe direnç kazanmış bir bakteri. Bu yüzden antibiyotik kullanımı hastaya yaramıyor, bunun üzerine doktorlar da karnındaki apseyi hortum yardımıyla dışarı akıtarak temizlemeye çalışıyorlar. Ancak kana karışıyor. Tom bu arada septik şoklara giriyor. Bilindiği üzere septik şoklarda ölüm oranı %50 dir. Genelde hastalar böyle durumlarda suni solunum cihazlarına bağlanırlar. Bu sırada eşi Pubmed’den bakteriyi araştırır ve bakteriyofaj terapisi ile ilgili bir makaleye rastlar. Bunun üzerine Amerika Gıda ve İlaç Kurumu’na başvurup faj tedavisi için izin alır. Daha sonra enfeksiyona neden olan yere iki faj karışımı enjekte edilerek Tom’un uyanması beklenir. Tom 3 gün sonra kendine gelir. Vücudu her ne kadar işlevini yitirse de yavaş yavaş kendine gelmeye başlar. Örneğin, çiğnemeyi, yutkunmayı ve yürümeyi vücudu unutmuşken 3-4 yıl içerisinde bu fonksiyonları yerine yavaş yavaş da olsa gelir. Zamanla bakteriler de faja karşı direnç oluşturabilseler de bu durum Tom’un uyandığı gerçeğini, kolera salgınında Hindistan halkının ölümün üzerinden atladığı gerçeğini değiştirmez.
Bu tür gelişmeler sayesinde, “Yakın gelecekte faj tedavisi standart tedavi şekli olabilecek mi?” göreceğiz. Artık teknolojik ve bilimsel gelişmeler, doğru fajları doğru miktarda kullanmayı, daha verimli olmaları için onları izlemeyi, zararlı gen taraflarından emin olabilmeyi mümkün kılıyor. Ancak, yasal olarak kabul görmesi ve bilimsel açıdan kesinlik kazanılmadığında faj tedavisinin önünde bir engel daha var: Toplumun bu tedavi şeklini kabullenmesi. Çünkü, virüs denildiğinde insanların kafasında soru işareti oluşuyor. Ancak aşıların da virüslerden yapıldığı hatırlanmalı. Eğer tedavi amaçlı kullanılmaları gerekiyorsa, bunu kabullenmemiz ve modern bilimsel yöntemleri kullanarak onların güvenilir olduğundan emin olmamız gerekiyor. Çünkü, Intralytix firmasından Sulakvelidze’nin de söylediği gibi, “Yarım yüzyıllık antibiyotik kullanımının bizlere öğrettiği bir şey var; Bakterilere karşı savaş kazanmak gerçekten çok zor”. Ancak fajlarla ekolojik dengeyi kendi yararımıza döndürmeyi deneyebiliriz.
Bioinfocast freestyle podcastin bu bölümünde konumuz “Bakteriyofaj Tedavisi” idi. Podcastimi dinlediğiniz için teşekkürler! Ayrıca Bioinforange sosyal medya hesapları üzerinden podcastimizi beğenmeyi unutmayın, yorumlarınızı merakla bekliyor olacağım. Bir sonraki Bioinforange freestyle podcast bölümünde görüşünceye kadar kendinize iyi bakın, hoşçakalın.
Müzik
(00.46-11.03 dk.): Price of Freedom (by ZakharValaha)
Link: https://pixabay.com/music/beautiful-plays-price-of-freedom-33106/
