Yakın tarihli bir çalışma, şaşırtıcı bir mekanizmayı ortaya koyuyor: Bakterileri ortadan kaldırmak için tasarlanan antibiyotikler, paradoksal olarak hayatta kalmalarını artırabilir ve ilaç direncini geliştirme sürecini hızlandırabilir. Bu sürecin anlaşılması, antibiyotik stratejilerini iyileştirmek ve dünya çapında milyonları etkileyen antibiyotik dirençli enfeksiyonların artan tehdidiyle mücadele etmek için çok önemlidir.
Rutgers Health'teki araştırmacılar, idrar yolu enfeksiyonlarını tedavi etmek için kullanılan yaygın antibiyotik siprofloksasinin, Escherichia coli (E. coli) bakterilerinde bir enerji krizini tetikleyebileceğini keşfettiler. Ancak bu kriz, bakterileri amaçlandığı gibi öldürmüyor. Bunun yerine, onları uyum sağlamaya ve ilaca karşı daha dirençli hale gelmeye teşvik ediyor.
Nature Communications'da yayınlanan çalışma, hücreler için enerji kaynağı olan adenozin trifosfat (ATP) üzerine odaklandı. Siprofloksasin ATP seviyelerini bozduğunda, bakteriler "biyoenerjetik stres" yaşar. Şaşırtıcı bir şekilde, bakteriler solunumlarını artırarak ve kendi DNA'larına zarar veren reaktif oksijen molekülleri üreterek tepki verirler. Bu, iki önemli sonuca yol açar.
Birincisi, daha fazla bakteri hayatta kalır. Persister hücreleri olarak bilinen stres altındaki hücreler, antibiyotiğin ölümcül dozlarına dayanabilir. Bu hücreler, ilaç ortadan kalkana kadar uykuda kalır, ardından yeni enfeksiyonlara neden olmak için geri dönerler. İkincisi, stres altındaki bakteriler daha hızlı mutasyona uğrar ve antibiyotiğe karşı direnç geliştirir. Bu hızlanmış mutasyon, oksidatif hasar ve DNA onarımındaki hatalarla bağlantılıdır.
Bulgular, antibiyotiklerin neden olduğu metabolik değişikliklerin onları daha az etkili hale getirdiğini ve direnci teşvik ettiğini göstermektedir. Araştırmacılar ayrıca, gentamisin ve ampisilin gibi diğer antibiyotiklerin de benzer bir etkiye sahip olduğunu buldular. Bunun, Mycobacterium tuberculosis'in neden olduğu enfeksiyonlar da dahil olmak üzere çeşitli enfeksiyonların tedavisi için etkileri olabilir.
Bu araştırma, antibiyotiklerin nasıl geliştirildiği ve kullanıldığının yeniden düşünülmesi gerektiğini vurgulamaktadır. Potansiyel stratejiler arasında, yeni antibiyotiklerin enerji kaybı yan etkileri açısından taranması, mevcut ilaçların stres yollarını bloke eden ajanlarla birleştirilmesi ve yüksek dozların kullanımının yeniden değerlendirilmesi yer almaktadır. Bakterilerin metabolik tepkilerini anlayarak ve ele alarak, antibiyotiklerin etkinliğini artırabilir ve ilaç dirençli enfeksiyonların artışıyla mücadele edebiliriz.