Antibiyotik Direnç Mekanizmaları Bakterilerin Hayatta Kalma Stratejileri
Prof. Dr. Canan Külah
Antibiyotikler, bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılan en önemli tıbbi ajanlardan biridir. Ancak, bakteriler zamanla antibiyotiklere karşı direnç geliştirerek bu ilaçların etkinliğini azaltmaktadır. Antibiyotik direnci, dünya genelinde halk sağlığı açısından büyük bir tehdit oluşturmaktadır.
Bakteriler doğal olarak bazı antibotiklere dirençli olabilir, ancak daha sıklıkla bakterilerin genetik materyalindeki mutasyonlar veya direnç genlerinin yatay gen transferiyle alınması yoluyla sonradan kazanılır.
Bakterilerin geliştirdiği temel antibiyotik direnç mekanizmaları beş grupta toplanabilir.
1. Antibiyotiğin Hücreye Girişinin Engellenmesi
Bakteriler, antibiyotiğin hücre içine girişini sınırlandırarak direnç kazanabilir. Bu mekanizma genellikle dış zar yapısındaki değişikliklerle sağlanır.
Porin proteinlerinin azalması veya yapısının değişmesi: Gram-negatif bakterilerde bulunan porinler, antibiyotiklerin hücre içine alınmasında önemli rol oynar. Bu proteinlerde meydana gelen değişiklikler, antibiyotiğin hücreye girişini engelleyerek dirence yol açabilir.
2. Antibiyotiğin Hücre Dışına Atılması
Bakteriler, efluks pompaları adı verilen taşıyıcı proteinleri kullanarak antibiyotikleri hücre dışına pompalayarak direnç geliştirebilir. Bu mekanizma özellikle tetrasiklinler, makrolidler ve fluorokinolonlara karşı etkilidir.
3. Antibiyotiğin Parçalanması veya Modifikasyonu
Bazı bakteriler, ürettikleri enzimler aracılığıyla antibiyotikleri parçalayarak veya kimyasal yapısını değiştirerek etkisiz hale getirirler
Beta laktamaz enzimleri: Penisilin, sefalosporin gibi Beta laktam antibiyotikleri hidroliz ederek etkisiz hale getirir.
Aminoglikozid modifikasyon enzimleri: Fosforilasyon, adenilasyon veya asetilasyon ile aminoglikozid antibiyotikleri etkisizleştirir.
4. Hedef Bölgenin Değiştirilmesi
Antibiyotiklerin etki ettiği hücresel yapıların değişmesi, ilacın hedefine bağlanmasını engelleyerek direnç oluşturabilir.
Metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA): PBP2a adlı değiştirilmiş penisilin bağlayıcı protein üretimi sayesinde Beta laktam antibiyotiklere dirençlidir.
Ribozomal değişiklikler: Makrolid, tetrasiklin ve aminoglikozid antibiyotiklerine karşı ribozom hedef bölgesinde mutasyonlar veya metilasyon gibi değişiklikler gerçekleşebilir.
Nükleik asit: DNA giraz enzimi gen lokusunda meydana gelen mutasyonlara bağlı olarak kinolonlara karşı direnç gelişir. Diğer bir örnek ise bakteri hücresinde ilaca dayanıklı bir RNA polimeraz türünün sentez edilmesine bağlı olarak Rifampin direncinin ortaya çıkmasıdır.
5. Alternatif Metabolik Yolların Kullanılması
Bazı bakteriler, antibiyotiklerin inhibe ettiği biyokimyasal yolları atlamak için alternatif metabolik yollar geliştirebilir.
Sülfonamid ve trimetoprim direnci: Bu antibiyotikler folik asit sentezini inhibe eder, ancak dirençli bakteriler alternatif enzimler kullanarak bu eksikliği giderebilir.
Sonuç
Bakteriler, antibiyotiklere karşı direnç geliştirmek için çeşitli mekanizmalar kullanarak hayatta kalmayı başarırlar. Antibiyotik direncini önlemek için akılcı antibiyotik kullanımı, yeni antibiyotik geliştirme çalışmaları ve enfeksiyon kontrol önlemlerinin uygulanması büyük önem taşımaktadır.