Antibiyotikler, tıp tarihindeki en önemli gelişmelerden biri olarak kabul edilir. 1940'larda klinik uygulamaya girmeleri, bulaşıcı hastalıkların kontrolünde önemli bir dönüm noktası olmuştur ve bu ilaçlar o zamandan beri insan sağlığını iyileştirmiş ve yaşam beklentisini uzatmıştır.
Günümüzde antibiyotiklere karşı bakteriyel direnç küresel bir tehdit haline gelmiştir ve tıp için büyük bir zorluk teşkil etmektedir. Antibiyotiklerin tıpta, veteriner kliniklerinde ve tarımda yaygın ve sıklıkla ayrım gözetmeden kullanılması, antibiyotik dirençli bakterilerin ortaya çıkması için ideal koşulları yaratmıştır.
Ancak bu olgu daha önce düşünülenden daha eskidir. Bakteriler antibiyotiklerin keşfedilmesinden ve klinik uygulamaya girmesinden çok önce direnç mekanizmalarına sahipti. Bu, antibiyotik direncinin başlangıçta varsayıldığından çok daha karmaşık, yaygın ve köklü bir atadan kalma evrimsel olgu olduğunu gösterir.
Çalışmalar, insan etkisinin minimum veya hiç olmadığı doğal ortamlardan izole edilen mikroorganizmalarda antibiyotik direnç mekanizmalarını belgelemiştir . Bu ortamlar arasında derin yeraltı katmanları ve okyanus tabanının yanı sıra izole mağaralar ve permafrost gibi eski ortamlar da bulunur.
İlginçtir ki, kökenleri binlerce hatta milyonlarca yıl öncesine dayanan bu el değmemiş ortamlarda tanımlanan direnç mekanizmalarının çoğu, günümüzdeki patojenik bakterilerde gözlemlenenlere benzer hatta aynıdır. Bu, direnç mekanizmalarının evrim boyunca korunmasının ve iletilmesinin seçici bir avantaj sağladığını göstermektedir.
Buzda hayatta kalmak
30.000 yıl öncesine ait permafrost örneklerinde bulunan direnç genleri, günümüzde bulunanlara çarpıcı bir şekilde benzemektedir. Bu suşlar, β-laktam antibiyotiklere, tetrasiklinlere ve vankomisine dirençli olduğu gözlemlenen daha modern suşlar kadar dirençliydi.
Aminoglikozitlere ve beta-laktamlara dirençli stafilokok suşları da 3,5 milyon yıllık permafrost örneklerinden izole edilmiştir .
ABD'nin New Mexico eyaletindeki Lechuguilla Mağarası gibi daha eski örnekler de var, 4 milyon yıl boyunca izole olduğu düşünülen bir ortam. Yine de 2016 tarihli bir çalışma , Lecheguilla'da bugün klinik uygulamada kullanılan antibiyotiklerin çoğuna dirençli Streptomyces ve Paenibacillus bakterileri buldu.
"Metisiline dirençli Staphylococcus aureus", ciddi enfeksiyonlara neden olan çoklu ilaca dirençli bir bakterinin tam adıdır. 2022 tarihli bir çalışma, belirli suşların bu antibiyotik grubunun kullanımından çok önce dirençli olduğu sonucuna vardı - onlara hayatta kalma avantajı sağlayan şey, benzer antibiyotik üreten mantarlar tarafından enfekte edilen kirpilere adaptasyonlarıydı.
Hayatta kalmak için bir silahlanma yarışı
Yapılan araştırmalar, antibiyotik direncinin evriminde kaynak rekabeti ve farklı yaşam alanlarına uyumun önemli faktörler olduğunu ortaya koymuştur.
İlaç öncesi ortamlarda, doğal antibiyotikler yalnızca rakiplerin büyümesini engellemede ekolojik bir rol oynamakla kalmadı, aynı zamanda üretici türlerin hayatta kalmasını da destekledi. Ek olarak, çok az miktarda antibiyotik iletişim molekülleri olarak hareket ederek mikrobiyal toplulukların etkileşimlerini ve dengesini etkiledi.
Bu dinamik ortam, antibiyotik üreten veya birlikte var olan antibiyotiklere maruz kalan mikroorganizmalarda savunma stratejilerinin evrimini destekledi. Bu da, zamanla direnç mekanizmalarının çeşitlenmesini ve yayılmasını sağladı.
Ancak, bu mekanizmaların izole edilmiş, antibiyotik öncesi ortamlarda bulunması, direncin mikrobiyal evrim boyunca nasıl ortaya çıktığı ve yayıldığı konusunda soruları gündeme getiriyor. Bu süreçlerin incelenmesi, bunların mevcut antibiyotik direnci krizi üzerindeki etkilerini anlamak için çok önemlidir.
Geriye bakarak ileriye bakmak
Artık antibiyotik direnç genlerinin önce çevresel mikroorganizmalardan insan komensal organizmalarına ve sonra patojenlere aktarılmış olabileceği öne sürülüyor. Çevreden insan çevresine bu aktarım süreci rastgeledir: bir direnç mekanizması çevrede ne kadar yaygınsa, aktarılma olasılığı da o kadar yüksektir.
Çevredeki direnç rezervuarları, antibiyotik baskısı altında bakteriyel evrimi çoklu ilaç direncine doğru hızlandırabilir. Bu nedenle, antibiyotik direnciyle mücadele için yeni stratejiler geliştirirken veya uygularken mikrobiyal popülasyonlardaki bu direnç genlerinin muazzam çeşitliliğini dikkate almak çok önemlidir.
Winston Churchill'in dediği gibi, "Geriye ne kadar uzun süre bakabilirseniz, ileriye o kadar uzun süre bakabilirsiniz." Bu düşünce, gelecekteki riskleri anlamak ve öngörmek için geçmişi incelemenin önemini vurgular. Ataların direncini araştırmak, yalnızca direnç genlerinin evrimsel geçmişi hakkında bilgi sağlamakla kalmaz, aynı zamanda gelecekte nasıl evrimleşeceklerini tahmin etmemize de yardımcı olabilir.
Bu bilgi, antibiyotik direncine karşı mücadelede gelecekteki zorluklarla başa çıkma yeteneğimizi artıran potansiyel direnç mekanizmalarını öngörmemizi sağlar.
Bu makale aslen İspanyolca olarak yayınlanmıştır
