Antibiyotik direnci, modern tıbbın en büyük tehditlerinden biri haline gelirken bilim insanları yeni ilaç adaylarını artık yalnızca klasik kaynaklarda aramıyor. University of Pennsylvania Perelman School of Medicine araştırmacıları, bu kez oldukça şaşırtıcı bir alana yöneldi: Prion ve prion benzeri proteinler.

Prionlar, yanlış katlanmış proteinler olarak biliniyor ve nadir fakat ölümcül nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendiriliyor. Ancak yeni araştırma, bu proteinlerin içinde bakterileri öldürebilecek kısa moleküler parçalar saklı olabileceğini gösterdi.

YZ 19,3 MİLYON PARÇAYI TARADI

Araştırma ekibi, APEX 1.1 adlı derin öğrenme platformunu kullanarak 2 bin 897 prion ve prion benzeri proteinden elde edilen 19,3 milyon kısa peptit parçasını taradı. Sistem, bu amino asit dizilerinin antibakteriyel etki gösterme ihtimalini analiz etti.

Taramalar sonucunda 1.179 antimikrobiyal peptit adayı belirlendi. Araştırmacılar bu yeni sınıfa “prionin” adını verdi.

Bu keşfin dikkat çekici tarafı, antibiyotik adaylarının hastalıkla özdeşleşmiş proteinlerin içinde aranması. Daha önce bazı protein parçalarının mikroplara karşı etkili olabileceğine dair ipuçları vardı. Ancak prion ve prion benzeri proteinler bu ölçekte sistematik olarak ilk kez tarandı.

LABORATUVARDA TEST EDİLDİ

YZ’nin belirlediği adaylar yalnızca bilgisayar tahmini olarak bırakılmadı. Ekip, en umut verici 75 peptidi laboratuvar testlerine aldı. Bu adaylar, aralarında ilaca dirençli türlerin de bulunduğu 11 farklı bakteriyel patojene karşı denendi.

Sonuçlara göre 75 adaydan 59’u en az bir bakteriyel patojeni baskıladı. Bunlardan 42’si düşük yoğunluklarda güçlü etki gösterdi. Bu, antibiyotik geliştirme açısından önemli görülüyor çünkü düşük yoğunlukta etki gösterebilen moleküller, ilaç adayı olma yolunda daha değerli kabul ediliyor.

Araştırmacılar aktif prioninlerin birçoğunun bakterilerin zar yapısını bozarak çalıştığını belirledi. Bu, antimikrobiyal peptitlerde sık görülen bir etki mekanizması.

FARE DENEYİNDE UMUT VERDİ

Çalışmada ayrıca toksisite işaretleri de değerlendirildi. Aktif peptitlerden 16’sının, test edilen en yüksek yoğunluklarda kırmızı kan hücrelerine ya da insan hücrelerine ölçülebilir zarar vermediği bildirildi.

Araştırmacılar daha sonra en güçlü adaylardan ikisini hayvan modelinde test etti. Biri mantardan, diğeri yuvarlak solucandan gelen iki peptit, tedavisi zor bakteriler arasında yer alan Acinetobacter baumannii’nin neden olduğu standart bir deri enfeksiyonu modelinde denendi.

Farelerde yapılan testlerde bu yaklaşımın bakteri seviyesini azalttığı görüldü. Etkinin, güçlü bir antibiyotik olan polymyxin B ile karşılaştırılabilir düzeyde olduğu belirtildi. Araştırmacılar ayrıca tedaviyle ilişkili kilo kaybı gözlemlemedi.

HENÜZ TEDAVİ DEĞİL

Bulgular dikkat çekici olsa da araştırma henüz erken aşamada. Çalışma, prioninlerin insan vücudunda doğal olarak enfeksiyon sırasında salındığını ya da prion proteinlerinin normalde antibiyotik gibi davrandığını göstermiyor.

Ayrıca bu sonuçlar, prionların nörodejeneratif hastalıklardaki zararlı rolünü değiştirmiyor. Araştırmanın asıl önemi, hastalıkla ilişkilendirilen proteinlerin içinde daha önce gözden kaçmış tedavi potansiyeli taşıyan moleküller bulunabileceğini göstermesi.

Bu yaklaşım, YZ’nin ilaç keşfinde nasıl yeni alanlar açabileceğini de ortaya koyuyor. Araştırmacılara göre YZ, biyolojinin “gizli katmanlarını” tarayarak, insan gözünün ve klasik deneysel yöntemlerin kolayca fark edemeyeceği moleküler adayları ortaya çıkarabiliyor.

Antibiyotik direncinin giderek büyüyen bir küresel sağlık sorunu olduğu düşünüldüğünde, prion proteinlerinden çıkan bu beklenmedik adaylar gelecekte yeni tedavilerin geliştirilmesi için önemli bir başlangıç noktası olabilir.