Sayılardaki Güç: Biyofilmlerin Antibiyotik Kurnazlığı!

biyofilm
Bakteriler hayatta kalmak için hayati öneme sahiptir, fakat onlar aralarında topluluklar oluşturduklarında,ciddi hasarlara yol açabilir ve sağlığımıza bir tehdit oluşturabilirler.
Bakteri yerleştiği alanda bir topluluk oluşturabilir buna biyofilm denir. Gezegenin her yerinde - çöl kayalarından binaların yüzeylerine kadar - biyofilmler doğanın ayrılmaz bir parçasıdır.
Biyofilmler zorlu canlılardır, çünkü onları ortadan kaldırmak için gerçekleştirilen her türlü çabaya karşı dirençli olma eğilimindedirler. Bu tıbbi implantlar ve kateterler biyofilm oluşumu için sıcak noktalar olduğu gibi kistik fibroz , periodontitis veya kronik yaralar gibi koşullar biyofilmler için aranan cennet.
Ama neden biyofilmler bu kadar kalıcı, ve bu zeki mikrobiyal toplulukları ortadan kaldırabilmek için doktorlar ve bilim adamları neler yapıyor?

Biyofilmler nelerdir?

''Biyofilmler, Dünya'daki en yaygın olarak bulunan ve direnci kuvvetli başarılı yaşam modlarından birisidir" diyor Almanya'da Duisburg-Essen Üniversitesinde Arayüz Biyoteknoloji Enstitüsü Müdürü Hansa-Curt Flemming,  (2016'da Nature'da yayınlanan bir  makalesinde Yorumlar Mikrobiyoloji.)
Biyofilmler, aynı bakteri veya topluluklar gibi popülasyonlar oluşturabilir ve bunlar da, koruyucu bir kubbe altında bir arada yaşayan birçok farklı türlere sahip bir topluluktur.
Anlattığımz bu kubbe, şeker, protein, yağ ve DNA moleküllerinin bir karışımını içeren ekstraselüler polimerik maddelerin (EPS) matrisinden meydana gelir.
İnsan toplulukları ile aynı şekilde biyofilmlerin de son derece uzmanlaşmış alanları vardır: bazıları besin geri dönüşümünden sorumludur, diğerleri ise yeni EPS bileşenleri üretir veya biyofilmin bir alanından diğerine mesajlar gönderir. Tamamen organize ve sistemli çalışırlar.
Bu kadar yakın mesafede birlikte yaşamak, bakterilerin kaynakları bireysel yaşamlarından daha başarılı bir şekilde paylaşmalarını sağlar. Önemli olan, geleneksel eradikasyon yöntemlerinden uzak durmalarını sağlamaktır.

Kaçınma eradikasyonu

Alexsander Flemming, biyofilmleri, sakinlerini koruyan bir “kale” olarak tanımlamaktadır. Dehidratasyon ve antibiyotiklerle korunan bakteriler, gerçekleşen dış müdahalelere karşı bu yapıyı koruyarak saldırıyı def eder.
İlginçtir ki, antibiyotikler aslında birçok durumda bir biyofilme girebilir, ancak bu yapıda EPS aktif olduğu vakit, yapı içerisindeki antibiyotik direncini arttırarak sakinlerini korur.

Biyofilmlere karşı savaş

Biyofilmler sağlık için ciddi bir tehdittir, bu yüzden doktorlar genellikle biyofilmlere karşı mücadelede agresif tedaviler kullanırlar. Bu tür tedaviler arasında, biyofilm ile enfekte olan bölgeyi cerrahi olarak uzaklaştırmak ya da sıklıkla antibiyotiklerle birlikte biyofilmi fiziksel olarak bozmak için yüksek hızlı su spreyleri kullanmak da yer alır.
Ancak, Profesör Hyun Koo - Philadelphia Pennsylvania Üniversitesi Diş Hekimliği Fakültesi'nden Ağız Sağlık için Levy Merkezi'nde araştırma direktörü -  yakın zamanda yapmış olduğu bir derleme makalesinde "bakterinin öldürülmesinin" biyofilmi ortadan kaldırmaya yeterli olmayacağını belirtmiştir.
EPS matrisi bozulmadan kalırsa, diğer fırsatçı mikroplar beklemekte kalabilir ve kendini ortaya çıkarmadan fırsatçı patojen olarak yaşamaya devam eder.
Araştırmacılar, EPS'nin oluşumunu hedefleyerek bu karmaşık ağı bozmak, hücre-hücre iletişimini bozmak veya besin kaynaklarını inhibe etmek amacıyla çeşitli enzimler kullanarak biyofilmleri bozmayı hedefliyor.

Gelişen teknolojiler

Teknolojideki ilerlemeler, araştırmacıların, bakterilerin ilk etapta biyofilmlerle etkileşime girmesinin ve burada çoğalmasını önlemek için aktif olarak tasarlanan yeni materyaller geliştirmelerine olanak sağlamıştır.
Nihai amaç, bakterilerin, yüzeylerini antibiyotiklerle kaplayarak veya bakterilere doğal olarak düşman olan bazı topografik yüzey özelliklerini ekleyerek, tıbbi implantların ve kateterlerin yüzeyine yapışmasını engelleyebileceklerini belirtiyorlar.
Bu tedavilerden biri Sharklet micropattern olarak bilinir ve yapımında bakteri kolonizasyonuna doğal olarak dirençli olan köpekbalığı derisinden esinlenmiştir. Mozaik bir yapısı olan deri yapısının, bakteriler tarafından bu desene kolaylıkla yapışmayacaklarını ve aynı zamanda sadece düz yüzeylere yapıştıklarını göstermişlerdir.
Henüz biyofilmlerden kurtulmak için garantili tedaviler olmamakla birlikte, araştırmacılar bu mikrobiyal toplulukları destekleyen karmaşık biyolojiyle giderek daha fazla uğraşmaktadır. Bu arada, bu yapılar sağlığımızı tehdit etmeye devsm ederken bu çalışmalar süreci yavaşlatmakta etkili gözüküyor.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder