İklim değişikliği ve antibiyotik direnci insan sağlığı için iki temel tehdit. Bu ikisinin kesişmesi riskleri katlıyor. Minimum ortalama sıcaklığın artması, antibiyotik direnci ile bağlantılı. Bu iki tehdit birleştiğinde bakteriler çok daha kolay ve hızlı evrim geçiriyorlar.
Ayrıca aşırı sıcaklar insanların kapalı mekanlarda daha uzun zaman geçirmelerine yol açtığı için enfeksiyon daha kolay yayılıyor. Çözüm için ulusların tek tek çaba harcaması yerine küresel işbirliği daha etkili.
Kaliforniya Üniversitesi’nden (LA) evrimsel biyolog Pamela Yeh, iklim değişikliğinin antibiyotik direncinin artmasında oynadığı rolü uzun zamandır bildiklerini, ancak bunun altında yatan mekanizmayı son yıllarda daha iyi anlamaya başladıklarını söylüyor.
Direnç artışı
İlaçların etkisinden kaçmayı başaran bakteriler her geçen gün güçleniyor. Dünya Sağlık Örgütü’nün (DSÖ) 2022 yılında yayımladığı raporda, Neisseria gonorrhea, Escherichia coli ve Salmonella bakterilerinin 2020 yılında 2017 ile karşılaştırıldığında %15 oranında daha fazla yayıldığı belirtiliyor. Bu oranın artması durumunda, doğum yapmak veya basit bir ameliyat gibi sıradan vakalar ölümle sonuçlanabilir. Böyle bir gelecek de bu gidişle engellenemeyebilir.
En önemli sorun, antibiyotiklerin aşırı veya yanlış kullanımı. Bakteriler DNA mutasyonları vasıtasıyla ilaçlara direnç geliştirebiliyor. Bu mutasyonlar bakterilerin hücre duvarlarını değiştirerek antibiyotiklerin işlevsiz kalmasına yol açıyor veya antibiyotikleri parçalama veya hücrenin dışına atma yeteneği kazandırıyor. Direnç kazanan bakteri suşları diğer bakterilerle dirençli genlerini paylaşıyor. Enfeksiyon tedavisi için yanlış antibiyotik verildiyse veya doğru ilaç yetersiz dozlarda verildiyse, mikroplar çoğalmak için zaman kazanıyor ve evrim geçiriyor.
Ancak iklim değişikliği de bakterilerin çoğalması için uygun koşulları yaratıyor. Sel, kuraklık, hortum ve orman yangınları gibi aşırı hava olayları, temiz suya erişim ve hijyen koşullarının sağlanamaması gibi etmenler vasıtasıyla mikropların çoğalmasını kolaylaştırıyor. Yaralanmalar ve enfeksiyonlar ortaya çıktıkça daha fazla insan antibiyotik kullanıyor. Böylece direncin gelişme olasılığı yükseliyor.
Sıcaklık artışı
Aşırı hava olaylarının neden olduğu fiziksel hasarların dışında, bilim insanları iklim değişikliğine bağlı sıcaklık artışlarının antibiyotik direncini nasıl artırdığını araştırıyor. Kasım 2022’de Guangzhou’da bulunan Sun Yat-sen Üniversitesi’nden mikrobiyolog Lianping Yang ve ekibi üç bakterinin yaygınlık derecesini (prevalans) araştırdılar: Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumaniae ve Pseudomonas aeruginosa isimli bu bakteriler çoğu zaman ağır ve ölümcül vakalara neden olabiliyor.
Araştırmacılar daha sonra bakteriyel verileri birbirleriyle karşılaştırarak sıcaklık ve antibiyotik direnci arasında bir bağ olup olmadığını araştırdılar. Ortalama hava sıcaklığındaki her 1 derecelik artışta K. pneumaniae içeren örnekte Carbapenem denilen antibiyotik tipine %14 oranında direnç geliştiğini buldular. Bu ilaçlar genellikle tüm antibiyotiklere dirençli olan bakterilerin tedavisinde kullanılır.
Yang ve ekibi ayrıca ortalama hava sıcaklığındaki her 1 derecelik artışta P. aeruginosa içeren örnekte Carbapenem antibiyotik tipine %6 oranında direnç geliştiğini buldular. Fakat sıcaklık ilaçlara dirençli A. baumannii örneğinde etki yaratmadı.
Bu bulgular 2018 ve 2020 yıllarında Ottawa Üniversitesi’nden mikrobiyolog MacFadden ve ekibinin çalışmalarını destekler nitelikteydi.
MacFadden’e göre hava sıcaklığındaki tedrici artışların antibiyotik direncini artırmasının bir nedeni de bakterilerin büyüme hızlarını artırıp evrimini kolaylaştırmalarıydı. Ayrıca bakterilerin genlerini paylaştıkları yönünde de iddialar var. Bu paylaşım genellikle sıcak havalarda daha az engelle karşılaşıyor.
Aşırı koşullar
Bir diğer iddia da çok yüksek sıcaklıklar - ortalama sıcaklıklardaki artış çok az olsa bile - bakterilerde genetik değişiklikler yaratabiliyor. Yang’a göre bu değişiklikler antibiyotiklere direnmelerini sağlıyor.
Bakterilerin aşırı sıcaklıklara (aşırı soğuk veya sıcak) maruz bırakıldığı denemelerde, bunların bazı antibiyotiklere karşı daha dirençli oldukları görüldü. Yeh’e göre ise sıcaklık ve direnç arasındaki bağlantı öngörülenden daha karmaşık.
Aşırı sıcaklıklar ayrıca insanların sosyal ilişkilerindeki değişiklikler vasıtası ile de antibiyotik direncini artırıyor. Kore Pasteur Enstitüsü’nden mikrobiyolog Soojin Jang, “İnsanlar sıcaklıklardaki aşırı değişikliklerde genellikle iç mekanlarda kalmayı tercih eder. Bu nedenle kalabalıkların toplandığı yerlerde daha fazla insan bakterilerin daha hızlı çoğalmasına ve dirençli suşların artmasına yol açar” diyor.
Direnç nasıl kırılır?
Maryland Üniversitesi’nden mikrobiyolog Rita Colwell ve ekibi geçen Şubat ayında yayımladıkları bir çalışmada, sularda yaşayan kolera bakterisi Vibrio cholerae’nın kolera salgınına nerede yol açabileceğine ilişkin tahminlerde bulunmak için uydulardan sıcaklık ve yağış verilerinden yararlandılar. Makine öğrenmesi modeli, Yemen’in çeşitli bölgelerinde %72 doğruluk payı ile kolera salgınlarının başlayacağını saptadı. Ve bu tahminleri olaydan dört hafta önce yaptı. Ekip şimdi gelecekteki tahminler üzerinde çalışıyor.
Ortam izlemesininin yanı sıra bilim insanları antibiyotik dirençli bakterileri azaltmak için neler yapılması gerektiğini biliyor:
- Temiz suya erişim
- Sağlık önlemleri
- Antibiyotiklerin doğru kullanımı konusunda farkındalık
Küresel eylem
Toronto’daki York Üniversitesi’nden halk sağlığı uzmanı Steven Hoffman, antibiyotik direnciyle mücadelede iklim değişikliği politikalarından alınacak dersler olduğunu söylüyor. Böylece iklim değişikliği ile aralarında bir koşutluk kurarak, küresel bir anlaşmanın antibiyotik direncinin kırılmasında önemli bir adım olacağına dikkat çekiyor.
2015 yılında DSÖ, Küresel Antimikrobiyel Direnç ve İzleme Sistemi Kullanımı (GLASS-Global Antimikrobial Resistance and Use Surveillance System) adı verilen sistemi devreye aldı. Bu sistem, dünyada antibiyotik tüketiminin izini sürerken aynı anda antibiyotiğe dirençli enfeksiyonların yayılma örüntüsünü de kaydediyor. Bu veriler Birleşmiş Milletler Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri’nde belirteç olarak kullanılıyor.
Ancak Hoffman bunu yeterli bulmuyor ve daha güçlü eylemlerin gerekli olduğunu işaret ediyor 2022 yılındaki bir çalışmada Hoffman ve ekibi ilaca dirençli patojenlerle mücadelede bir anlaşmaya ihtiyaç duyulduğunu belirtti. Bu amaca yönelik tüm ülkelerin tek bir birleştirici hedef saptamaları çağrısında bulundu. Örneğin 2035 yılında ilaca dirençli enfeksiyonlarda %35 düşüş sağlamak gibi. Birleşmiş Milletler, antimikrobiyel direnç konusunda Eylül ayında toplandığında bir ilerleme kaydedilmesi umut ediliyor.
Ve zengin ülkelerin yoksul ülkelere iklim değişikliğinin yarattığı etkilerle mücadelede finansal yardımda bulunmayı kabul etmeleri gibi, Hoffman, bu zengin ülkelerin yoksul ülkeleri antibiyotik direncinin yayılmasını önlemede de desteklemeleri gerektiğini söylüyor.
Dirençli mikroplara karşı yepyeni bir antibiyotik
Bilim insanlarının keşfettiği yeni bir antibiyotik sınıfı, bakterileri kendine özgü bir yöntemle öldürüyor. Antibiyotiklere direnç geliştirmiş mikroplar bu yeni antibiyotiğe karşı direnemiyor.
Bu yeni ilaç, CRAB veya Carbapenem-resistant Acinetobacter baumannii olarak tanınan ve bilinen tüm antibiyotiklere karşı direnç gösteren bir mikrobu hedefe koyuyor. Bu ilacın en önemli özelliği CRAB’i başka hiçbir antibakteriyel ilaçta bulunmayan bir saldırı stratejisi ile öldürmesi. Ve bu strateji tek bir hedefe yönelik; bakterilerin yalnızca tek bir türünü öldürüyor.
“Bu tümüyle sentetik antibiyotiğin avantajı bakterilerin bununla daha önce karşılaşmamış olması” diye konuşan Roche İlaç Araştırma’dan ilacı geliştiren ekibin lideri Kenneth Bradley, “Böylece CRAB’in antibiyotikleri savuşturmak için kullandığı kalkanlar yeni ilacın saldırılarına karşı etkisiz” diyor.
Roche ve Harvard Üniversitesi’nin işbirliği sonucu geliştirilen antibiyotiğin keşfi ve mekanizmasıyla ilgili makaleler 3 Ocak tarihinde Nature’da yayımlandı. Zosurabalpin adı verilen bu ilaç, halihazırda insan denemelerinin erken fazında.
Yepyeni bir sentetik antibiyotik
CRAB bugün “acil” bir tehdit unsuru olarak ele alınıyor. Mikrop, kan, idrar yolları, akciğer ve yara enfeksiyonlarına yol açıyor. Özellikle hastanelerde yatan, bağışıklık sistemi zayıf düşmüş veya kateter ve ventilatöre ihtiyaç duyan hastalarda görülüyor.
Bu, “gram negative” bir bakteri. Gram negatif, zarla çevrili bir hücre duvarına sahip bakteriler sınıfına dahil. Bu yeni ilaç 50 yıldan beri gram negatif bakterilere karşı geliştirilmiş ilk antibiyotik olma özelliğine sahip. Bu gecikmenin nedenlerinden biri, mikrobun dış zarını geçip içeri girecek güçte bir ilacın geliştirilmesinin ve içeride işini görebilecek kadar uzun süre kalmasının zor olması.
Araştırma ekibi bu zorlukları aşabilmek için varolan antibiyotiklerin yeni bir versiyonunu yaratmak yerine tamamiyle farklı bir bir girişimde bulundu. Fare ve sıçan çalışmalarında kullanılan sentetik bileşimler, yalnızca A. baumannii bakterisini yok etmekle kalmayıp, yan etki açısından da oldukça zararsız hale getirildi.
Bakterinin dış zarını aşmak için bazı özellikler kazandırılan Zosurabalpin, ayrıca bağırsak mikrobiyomuna da geniş spektrumlu antibiyotikler kadar zarar vermiyor. İlacın insanlarda nasıl bir etki yaratacağı konusunda ileri çalışmalar devam ediyor.
Reyhan Oksay
Kaynaklar:
https://www.nature.com/articles/d41586-023-04077-0
