Bilim dünyasında çığır açan keşiflerden ilk akla gelenlerden biri şüphesiz 1928 yılında Alexander Fleming’in ilk gerçek antibiyotik olan penisilini keşfetmesidir. Arada geçen 91 yılda antibiyotik çağı başlayarak milyonlarca hayat kurtarılmış ve hayat kalitesi artmış, teknolojinin gelişmesi ve diğer antibiyotiklerin keşfiyle de ilaç şirketleri kurularak endüstriyel ve ekonomik dengeler değişmiştir.
Ne yazık ki bugün küresel bir kriz ile karşı karşıyayız.
Antibiyotik direnci hızla yayılırken gereğinden fazla verilen reçeteler, toplumun bilinçsizliği ve ihmalkârlığı gibi faktörler bu durumu insan sağlığını tehdit edecek seviyeye taşıyor. Oldukça yıkıcı sonuçlar doğurabilme potansiyeline sahip bu kriz ile nasıl başa çıkılacağı esas araştırma odağıyken, başka bir soru daha modern yaşamın tam ortasında insanlığa meydan okurcasına beliriyor.
Antibiyotik olmayan bir dünyaya hazır mıyız?
Antibiyotik kullanımının etkisiz kalması nakil ameliyatlarını neredeyse imkânsız kılar. Bu, nakil sonrası alıcıların organı reddetme riskini azaltmak için kullanılan bağışıklık sistemini baskılayan ilaçların (immunosuppressants) antibiyotiklerle müdahale şansı olmadan kullanımının başarısız olmasından kaynaklanır. Ayrıca apendektomi (apandisit ameliyatı) yeniden tehlikeli bir operasyon hâlini alır. Ameliyat sonrası yaranın enfekte olmasını engellemek için verilen antibiyotiklerin bakterileri öldürememesi kan zehirlenmesine yol açarak hastayı tehlikeye atabilir. Zatürre bir kez daha “yaşlının dostu” haline gelir, çoklu ilaç direncinden ötürü tedavisi hâlihazırda uzun süren tüberküloz ise tedavi edilemez raddeye ulaşır. Maalesef bunlar sadece buz dağının görünen yüzü.
Tüm bu bunaltıcı senaryolara rağmen tünelin sonunda ışık varmış gibi görünüyor.
Ribonükleotid redüktaz (RNR) tüm canlı hücrelerinde mevcut olan ve RNA’nın yapı taşları olan ribonükleotidleri DNA’nı yapı taşları deoksiribonükleotidlere dönüştürmekle görevli olan bir enzimdir. RNR’yi diğer enzimlerden farklı kılan A, T, C ve G olarak kısaltılan dört nükleotid bazın üretiminde rol almasıdır. DNA bazlı yaşamın temeli olan bu enzimin aktivasyon mekanizmasının geçtiğimiz haftalarda Cornell Üniversitesindeki araştırma ekibi tarafından keşfedildiği açıklandı. “RNR switch” olarak adlandırılan, enzimin aktif ve etkisiz hâl arasındaki değişimi sağlayan mekanizmanın insan versiyonunun çalışmalarda kullanılan bakteriyel versiyonu ile aynı olmadığı ortaya çıktı (Thomas et al., 2019).
Yapısını ele alacak olursak, alfa ve beta olmak üzere iki alt birimden (subunit) oluşan bu proteinin insan versiyonunda alfa alt birimlerden oluşan bir halka da mevcuttur. Bu halka, RNR’nin aktivasyon mekanizmasında yer alan ATP molekülünün enzime ulaşmasıyla açık vaziyete gelir ve beta alt biriminin halkayla iç içe geçmesine olanak verir. Böylece deoksinükleotidlerin üretiminde gerekli olan kimyasal reaksiyonlar gerçekleşir. Bir diğer yandan inhibitör dATP molekülü halkayı alfa ve beta alt birimlerinin birleşmesini mümkün kılmayacak biçimde kapatarak, bahsi geçen reaksiyonların katalize edilmesini engeller (Cornell University, 2019).
Bunlar da şu anlama geliyor: RNR’yi etkisiz hale döndürebilecek bu “anahtar” (RNR “off-switch”) zararlı bakterilerin üremesini engelleyebilir. Buna ilaveten enzimin bakteriyel versiyonunu seçici olarak hedefleyip -insan hücrelerine zarar vermeden- bloke edebilecek ilaçlar geliştirilebilir.
Patojenlere karşı savaşımızda RNR zafer ümidimiz hâline gelebilir. Bu savaş hızla aleyhimize doğru ilerliyor gibi gözükse de unutmayın ki bilim dünyası da anbean ilerlemekten çekinmiyor.
Referanslar
Cornell University (2019), RNR ‘switch’ offers hope in battling antibiotic resistant bacteria, ScienceDaily.
Thomas, W.C. et al. (2019), Convergent allostery in ribonucleotide reductase, Nature Communications, 10 (1).
Fotoğraf için tıklayınız.