Bakteriler Antibiyotiklerden Korunmak için Gruplar Halinde Nasıl İletişim Kuruyorlar
Biyolojik Kimya Dergisi’nde (JBC) yayınlanan yeni bir çalışmada, Notre Dame Üniversitesi ve Urbana-Champaign’daki Illinois Üniversitesi’nden araştırmacılar; Pnömoni, sepsis ve diğer enfeksiyonlara neden olan bir patojen olan Pseudomonas aeruginosa bakterisinin, belirli antibiyotiklere karşı yanıt olarak bir grup bakteride tehlike sinyalleri ilettiğini fark ettiler. Bu iletişimin koloni boyunca değiştiği buldular ve bu bakterinin bazı antibiyotikleri tolere edebilme yeteneğine katkıda bulunan koruyucu davranışlar geliştirebileceğini ileri sürdüler.
Notre Dame Üniversitesi’nde İnşaat ve Çevre Mühendisliği ve Yer Bilimleri (CEEES) bölümlerinde kıdemli araştırmacı bilim adamı olan ve makalenin başyazarı Nydia Morales-Soto, “Antibiyotiklere cevap veren fırsatçı patojen P. aeruginosa gibi bakteri toplulukları hakkında genel bir anlayış eksikliği var. Bildiklerimizin çoğu hareketsiz biyofilm toplulukları hakkında yapılan çalışmalardan kaynaklanıyor. Fakat bakterilerin kolonileşme, yayılma ve büyüme süreçleri hakkında önceden daha az şey biliyordu. Bu çalışmada, araştırma ekibimiz özellikle kolonileşme, yayılma ve büyüme dönemlerinde bakterilerin davranışlarını gözden geçirdi. Bu bulguların antibiyotik direnci için ne anlama gelebileceğini araştırdı ” diyor.
Rapor edilen bu davranışa, klinik ortamlarda yaygın olarak kullanılan bir antibiyotik olan tobramisin neden olmuştur ve bu davranış ikili sinyal yanıtı ile sonuçlanmıştır. Bu antibiyotik P. aeruginosa kolonisine uygulandığında, bakteriler koloninin sınırlı bir bölgesine sinyal (Pseudomonas kinolon sinyali (PQS) olarak meydana geldiği bilinen bir sinyal) üretti. Ayrıca topluluk çapında bir cevap olarak da ikinci bir sinyal (alkil hidroksikinolin (AQNO) olarak bilinen sinyal) üretti.
Ekip, her bir cevabın üretimini mekansal olarak haritaladı ve P. aeruginosa’nın, küçük cepler içinde daha önceden kaydedilmiş olandan çok daha yüksek konsantrasyonlarda PQS üretebildiğini belirledi. Bu bulgular, makalenin “Editörün Seçimi” olarak seçilmesini sağladı. Bu durum, belli bir yıl boyunca dergide yayınlanan makalelerin sadece yüzde 2’sine tanınan bir ayrıcalıktır.
Bu çalışma, PQS ve AQNO’nun farklı mesajları kasıtlı olarak iletebilen bağımsız olarak düzenlenmiş yanıt sinyalleri olduğunu göstermiştir. Ayrıca bu durum; bakteri türünün, bakteriler hala kolonileştirici bir fazda iken, birçok dış toksinlerden koloniyi korumak için bazı yeteneklere sahip olabileceği anlamına gelir.
CEEES’de ve aynı zamanda Notre Dame Üniversitesi’nde Biyolojik Bilimler bölümünde doçent olan ve makalenin ortak yazarlarından biri olan Joshua Shrout, “Kağıt üzerinde tanımlanan AQNO cevap sinyali strese bağlı bir davranış olsa da, henüz bir sinyal olarak kesin bir şekilde sınıflandırılmamış yeni bir kimyasal mesajdır. Ancak bulgularımıza dayanarak, bunun gerçek olduğuna inanıyoruz. Her ne olursa olsun, bu çalışma P.Aeruginosa’ nın davranışını ve bu bakterinin antibiyotiğe karşı dayanıklı olmayı nasıl teşvik ettiğini anlamaya yönelik yeni bir pencere açıyor” diyor.
Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından finanse edilen bu çalışma, ekibin kendine özgü bir araştırma yöntemi olmasından dolayı, benzersiz bir bakteriyel davranış tepkisini tanımlayabilmiştir. Grup, kimyasal görüntülerindeki yüz binlerce pikselden, güvenilir bir analiz yapmak için hem Raman spektroskopisini hem de kütle spektrometresini kullanmıştır. Bu ayrıntılı süreç, araştırmacıların tobramisin için bakterinin iki ayrı kimyasal tepkisini tanımlamasını sağlamıştır, aksi halde bu durum cevapsız kalabilirdi. Bu yöntem aynı zamanda bu özel araştırmacı ekibi tarafından geliştirilen benzersiz bir prosestir.
Kaynak : phys.org
