Yıldız Bozkurt

Doktorlar yakında hastalarına antibiyotik yerine bir doz biyoteknolojik metodlarla üzerinde değişiklik yapılmış süper virüsleri vermeye başlayabilirler!

1940’yıllarda Penisilin ve diğer antibiyotiklerin keşfi ile bakteriyel enfeksiyonlara karşı bir zafer kazanılmıştı. Ancak zamanla bakteriler bu kimyasallara karşı bağışıklık kazanmaya başladılar. Özellikle yetersiz veya gereğinden fazla dozda kullanılmaları bakterilerin bağışıklık kazanmasına yardımcı olmaktadır. İngiltere gibi bazı ülkelerde hastalara çok mecbur olunmadıkça antibiyotik verilmemekte ve eczanelerde reçetesiz satılmamaktadır.

Bakterilerin bağışıklık kazanması nedeni ile bilim adamları yeni antibiyotiklerin ve metodların arayışına girdiler. Ancak gelişen biyoteknolojik imkanlara rağmen uzun süredir yeni antibiyotikler bulunamadı. Bu da eski bir metodun yeniden gündeme gelmesine neden oldu. Bakteriyofaj (ya da kısaca faj) denen  virüslerin, bakterileri yok etmekte kullanılması! Aslında bu metod 1920’li yıllardan beri bilinmektedir. Hatta eski Sovyetler Birliğinde ve Doğu Avrupa ülkelerinde yaygın olarak kullanılmaktaydı. 1923 tarihinde Gürcistan’ın Tiflis şehrinde kurulan Bakteriyofaj, Virüs ve Mikrobiyoloji Enstitüsünde bu konuda araştırmalar yapılıyor ve bakteriyofajlar aynı zamanda endüstriyel olarak üretilip ülke çapında yaygın olarak kullanılıyordu. Batıda ise 1940’lı yıllarda antibiyotiklerin keşfi ile bu sahada çalışmaların yapılması durmuştu. Ancak antibiyotiklerin aktivitelerindeki düşüş bu konuyu tekrar Batı dünyasına taşıdı.

 

Bakteriyofajların bilinen antibiyotiklere göre şu avantajları vardır:

 

-Antibiyotiklerin aksine, bakteri olduğu müddetçe kendilerini çoğaltırlar, bakteriler bittiğinde ise otomatik olarak azalır, vücüttan atılırlar.

-Bakteriler tabii ki viruslere karşı da direnç göstermeye çalışacaklar ancak virüslerde onlara karşı kendilerini korumaya çalışacaklarından bu direnç sınırlı olacaktır.

-Kimyasal antibiyotikler pek çok tür bakteriyi hedef aldıklarından bağırsak florasına (bağırsakda yaşayan yararlı bakteriler) da zarar vermekte ve buna  bağlı başka enfeksiyonlara da sebep olabilmekteler. Bakteriyofajlar ise sadece bir veya birkaç bakteriyi hedef almaktadırlar. Bu da hastalığa sebep olan bakterinin iyi tesbit edilip ona göre virüs seçimini gerektirmektedir.

-Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda çok az yan etkiye rastlanmıştır.

 

E.coli bakterisine DNA’sını enjekte eden bir Coliphage.

http://fs.broward.cc.fl.us/~fsearcy/BSC1011C/chapter7.html

 

Tabii bunların yanısıra bazı dezavantajları/kullanım zorlukları da vardır:

-Önceden de bahsedildiği gibi bir bakteriyofajın kullanılabildiği bakteri sayısı sınırlı olduğundan

hem hastalığı yapan bakterinin iyi tesbiti gerekmekte hem de her bakteriye göre ayrı bakteriyofaj seçilmesi gerekmektedir.

-Ayrıca memeli canlılarda vücut virüsü dolaşım sisteminden atma eğilimindedir.

-Bakteriyofaj üretilirken saflaştırmaya dikkat edilmeli toksik maddeler taşımamalıdır.

 

Ancak bu dezavantajları da ortadan kaldırmak için çalışmalar hızlandırılmıştır. Biyoteknolojik metodlar kullanılarak yeni süper virusler üretilmeye çalışılmaktadır. Mesela bazen virüsler bakteriyi öldürmeden sadece kendilerini çoğaltıyorlar. Bunu engellemek ve virüsün ulaştığı bakterinin yok olmasını garantilemek için virüslere bakteriyi öldürecek olan bir proteinin genetik kodu yerleştiriliyor ve virüs kendi genetik materyali yanı sıra bu kodu da bakteriye enjekte ediyor. Bakteri böylece kendisini zehirleyecek olan proteini sentezlemek zorunda kalıyor ve kendini öldürüyor.

 

Başka bir çalışmada ise virüslerin genetik kodu bakterilerin savunma sisteminden korunacak şekilde değiştirilmeye çalışılıyor. Bakterilerde bulunan ve bellirli bazı DNA bölgelerini tanıyarak onları kesen, parçalayan enzimlere ‘restiriksiyon enzimleri’ adı verilir. Bir bakteriye bakteriyofaj girdiğinde bu enzimler hemen yabancı DNA’yı bu enzimler ile parçalamaya, etkisiz hale getirmeye çalışırlar. Bunu engellemek ve fajı korumak için, fajın genetik kodundan bu enzimlerin tanıdığı bölgeler mümkün olduğu kadar çıkartılmaya çalışılmaktadır. Ancak bu işlem yapılırken fajın işlevselliği de zarar görmemelidir. Hangi DNA parçalarının çıkartılıp, hangilerinin korunacağını belirlemek için bilgisayar programlarından yararlanılmaktadır.

 

İnsanoğlu bu yüzyıla kadar evcilleştirdiği hayvanlardan yararlanıyordu. Farkında olmayarak ise peynir, yoğurt yapımında ve ekmek mayasında mikroorganizmaları kullanıyordu. Şimdi ise biyoteknolojik imkanlarla sadece bakteri veya hücreler değil artık virüsler de emrimizin altına girmeye başlıyorlar. Kainatta küçüğünden büyüğüne herşey insana hizmet ettiriliyor, her şeyin bir vazifesi var; insanoğluna ise bu nimetlerin farkına varmak ve kainat sahibine teşekkür etmek düşüyor.

BAKTERİYOFAJ

Bakterileri enfekte eden virüslere bakteriyofaj adı verilir. Genel yapı olarak DNA veya RNA’den oluşan genetik materyal, onun çevresini kaplayan protein zar ve bakterilere tutunup genetik materyalini enjekte etmesine yardımcı olan proteinden yapılmış kuyruk bölümünden meydana gelmiştir. Bir bakteriyofaj sadece bir veya birkaç bakteri türünü enfekte edebilmektedir. Mesela “Coliphage”  DNA içeren bir virüstür ve sadece Escherichia coli bakterisini enfekte edebilir.

 

Virüslerde genetik materyal virüs içinde çok sıkıca paketlenmiştir. Yine bakteriyofajların biri olan Bakteriyofaj l’nın 55nm  (55x10-9 m) çapındaki faj başında, 16500 nm (16500x10-9m) uzunluğunda çift sarmal DNA molekülü paketlenmiştir. Biyokimyacılar şimdiye kadar bu kadar küçük bir yere bu kadar uzun DNA’nın nasıl sığdırıldığına dair değişik teoriler öne sürseler de henüz bu işin sırrı çözülememişdir.

 

Virüsün içinde DNA veya RNA den başka virüs içi faaliyet gösteren hiç bir yapı veya organel yoktur. Değişik ortamlarda cansız gibi kristal bir yapıda dolaşırlar. Bu özellikleri nedeni ile canlı olup olmadıkları bazılarınca tartışılan Allah’ın garip mahlukatlarından biridir virüsler.

 

Bakteriyofajların cansız gibi etrafta gezmeleri hedeflerinde olan bakteriye varıncaya kadar sürer. Hedeflerindeki bakteriye ulaştıkları anda kuyruk kısımları ile bakteriye tutunur ve kendi DNA’larını bakteriye enjekte ederler. Faj DNA’sı bakteri içinde kontrolü ele alır ve bakterinin organellerini ve maddelerini kullanarak yeni fajlar üretir. Bakteri adeta virus fabrikasina dönüşür. Daha sonra bu virüsler bakteriyi patlatarak etrafa yeni bakteriler bulmak için dağılırlar. Yaklaşık 30 dakika içerisinde  fajın enfekte ettiği bakteride 200 faj üretilir. Bu fajlardan her biri başka bakterileri enfekte ederek 30 dakika içinde 200’er faj daha üretirler. Böylece hemen ikinci nesil sonunda 40 000 faj elde edilmiş olur. Bu sayı üçüncü nesilde 8 milyon ve dördüncü nesilde ise 1.6 trilyona ulaşır. Bu muhteşem çoğalma hızları ve sayıları ile dünyamızın her tarafını kuşatmış durumdadırlar.

http://salus.med.uvm.edu/mmg/MMG211/Lytic_life_cycle.GIF

 

KAYNAKLAR

 

1. Lorch A., “Bacteriophages: An Alternative to Antibiotics?”, Biotechnology and Development Monitor, No 39, 1417, 1999.

2. Mark Schrope, “Trained Assains”, New Scientist, 2 June 2001

3. Steven S. Skiena, “Designing Better Phages”, Bioinformatics Vol. 17 Suppl.-1, 5253-  5261, 2001.

4. Voet D., Voet J.,”Biochemistry”, 2nd edition, John Wiley and Sons, 1995.

5. http://biyolojidunyasi.8m.com/virusler.htm

6. http://surfer.iitd.pan.wroc.pl/phages/phage4.html

7.http://www.doubletwist.com/news/columns/article.jhtml?section=weekly01&name=weekly0104

8. http://www.asmusa.org/division/m/M.html

9. http://www.evergreen.edu/user/T4/PhageTherapy/Phagethea.html