28 Haz 2022 (Nanowerk Haberleri) Coronavirüse karşı aşılara benzer şekilde, RNA bazlı antibiyotikler modern tıbbı önemli ölçüde geliştirebilir. Würzburg'daki araştırma ekipleri, bu stratejinin işe yaraması için bu tür antibiyotiklerin karşılaması gereken ön koşulları araştırdı. Kovid-19 salgınıyla mücadelede mRNA bazlı aşılar potansiyellerini etkileyici bir şekilde ortaya koydu. Bu teknolojiyi kullanan bilim insanları, SARS-CoV-2'ye karşı milyonlarca insanı COVID-19'un ciddi hastalık ilerlemesine ve hatta ölüme karşı korumada son derece etkili olan aşıları hızla geliştirip piyasaya sunabildiler. Ancak RNA bazlı tıp, virüslerle savaşmaktan daha fazlasıyla mücadele etmek için kullanılabilir. Diğerlerinin yanı sıra, bakteriyel enfeksiyonları özel olarak tedavi etmek için kullanılabilecek yeni bir antibiyotik türü için aday olarak da değerlendirilebilir. Bu aktif ajanların hangi önkoşulları yerine getirmesi gerektiği ve bakteride nasıl çalıştıkları Würzburg Üniversitesi'nden (JMU) araştırmacılar tarafından araştırıldı. Moleküler Enfeksiyon Biyolojisi Enstitüsü (IMIB) ve Helmholtz RNA bazlı Enfeksiyon Araştırmaları Enstitüsü'nden (HIRI) ekipler katıldı. Çalışmalarının sonuçlarını derginin güncel sayısında sunuyorlar. Nükleik Asit Araştırmaları ("Üropatojenik Escherichia coli'deki çeşitli temel genleri hedef alan PNA bazlı antisens antibiyotiklerin kapsamlı analizi").

Geleneksel antibiyotikler giderek başarısız oluyor

“Dünya çapında antibiyotiğe dirençli bakteri türlerinin sayısı artıyor; geleneksel aktif ajanlarla yapılan tedaviler giderek daha fazla başarısız oluyor. Bu nedenle, bu patojenlerle hedefe yönelik ve etkili bir şekilde mücadele etmek için acilen yeni ilaçlara ihtiyacımız var." Profesör Jörg Vogel şu anda yayınlanan çalışmanın arka planını bu şekilde anlatıyor. Vogel, JMU'da Moleküler Enfeksiyon Biyolojisi I Bölüm Başkanı ve HIRI Direktörü ve aynı zamanda bu çalışmanın ilgili yazarıdır. Programlanabilir mRNA antibiyotikleri bu soruna çözüm olabilir. Strateji basit: "Belirli genlerle tam olarak eşleşecek şekilde tasarlanmış kısa baz zincirlerini bakterilere katıyoruz" diye açıklıyor Vogel. Bu fragmanlar ilgili genin karşılık gelen mRNA'sına bağlandığında, protein üretimini ortadan kaldırırlar ve ideal olarak sonuç olarak bakteri ölür.

Ayna görüntüsü nedeniyle kapatıldı

Bilimde bu yaklaşım “duyu karşıtı teknoloji” olarak bilinir. Bu aktif ajanların yapısı, genin ayna görüntüsüdür ve genin etkili bir şekilde bloke edilmesini sağlar. Bu prensiple çalışan ilk ilaçlar, örneğin spinal müsküler atrofi veya hepatit C enfeksiyonunun sonuçlarının tedavisine yönelik olanlar gibi, halihazırda piyasada bulunmaktadır. Ancak mRNA antibiyotikleri şu ana kadar laboratuvarla sınırlıydı. Würzburglu bilim insanları, çalışmalarında “üropatojenik Escherichia coli (UPEC)” tipi bakteri suşlarına odaklandı. Vakaların büyük çoğunluğunda bu bakteriler, yaklaşık iki kadından birinde hayatında bir kez idrar yolu enfeksiyonuna neden olur. Son yıllarda antibiyotiklerin aşırı kullanımı, bu bakterilerin çoğunda mevcut tedavi edici maddelere karşı direnç gelişmesine yol açmış, özellikle sık tekrarlayan idrar yolu enfeksiyonlarının tedavisini zorlaştırmıştır.

Üç temel sorunun yanıtları

Katılan araştırma ekipleri üç temel soruyu yanıtlamayı amaçladı. Birincisi: Tasarlanan aktif maddeler (özellikle temel bakteri genlerinin mRNA'larını hedef alan antisens peptit nükleik asitleri) spesifik midir? Başka bir deyişle, aslında yalnızca belirli bir bakteri genini mi bloke ediyorlar? Yoksa muhtemelen diğer mRNA'ları da etkiliyorlar mı? Cevap açık: "Sonuçlarımız, uygulanan baz çiftlerinin yalnızca ilgilenilen geni bloke ettiğini gösteriyor" diyor Vogel. İkincisi: Bakteri, bu RNA antibiyotiklerinin hücreye translokasyonuna nasıl tepki verir? Cevap: Bakteriler strese tepki verirler ve bu da ne yazık ki istendiği gibi olmaz. Bunun temel nedeni antisens peptid nükleik asitlerinin boyutunun nispeten büyük olmasıdır. Bu nedenle stres öncelikle bu biyomoleküllerin bakteri zarını geçmesiyle ortaya çıkar. Ancak üçüncü sorunun cevabına ilişkin iyi haberler var: Bu "baz çifti parçacıklarını" küçültmek mümkün mü? Evet öyle. Vogel şöyle açıklıyor: "Şimdiye kadar bilim insanları, diğer genlere spesifik olmayan bağlanmayı önlemek için dokuz ila 14 baz çiftinin gerekli olduğunu varsayıyordu." Yayınlanan sonuçlar artık dokuz baz çiftinin yeterli olduğunu gösteriyor; böylece parçacıklar nispeten küçük tutulabilir.

Genç bilim adamlarının olağanüstü çalışmaları sergileniyor

Çalışmanın ilk yazarı Nükleik Asit Araştırmaları Moleküler Enfeksiyon Biyolojisi I Bölümünde araştırma görevlisi olan Dr. Linda Popella, bu genç immünologun bir yıl içinde ikinci kez üst düzey bir araştırma dergisinde makale yayımlamasıdır. Jörg Vogel'e göre bu, genç bilim adamlarının HIRI ve IMIB laboratuvarlarında gerçekleştirdiği olağanüstü araştırmaları kanıtlıyor. Genel olarak çalışmanın yazarlarına göre sonuçlar, mRNA bazlı antibiyotiklerin prensipte Escherichia coli'nin üropatojenik suşlarıyla mücadele için uygun olduğunu gösteriyor. Ancak bu yaklaşımın kliniklerde kullanılmasından önce hala bazı önemli soruların yanıtlanması gerekmektedir. Yine de acil bir ihtiyaç var: "Antibiyotiğe dirençli mikropların modern tıbbın başarılarını engellemesini izlemek istemiyorsak, patojenlerin hedefe yönelik tedavisini kolaylaştıran yeni araçlara ihtiyacımız var" diyor Jörg Vogel. Zaten geleneksel antibiyotikler bunu başaramıyor.