İlaca Dirençli Bakterilerin Tedavisinde Pratik Uygulama

Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) araştırmacıları, bir antibiyotiğin
enfeksiyonla hızla mücadele edip etmediğine karar vererek tıbbi tedaviyi etkili şekilde
hızlandırmak ve ilaca dirençli bakterilerin gelişimini sınırlamak amacıyla yeni bir strateji
ortaya koydu. Böylelikle, bu method ile bakteri hücrelerinin mekanik dalgalanmalar ve bir
antibiyotik tarafından uyarılması sonucu meydana gelen herhangi bir değişiklik hızla
algılanabilir.
Scientific Reports dergisinde yayınlanan makalede, NIST prototip sensörünün, bakteri
kolonilerinin günler süren büyümesiyle gerçekleşen klasik antimikrobiyal testlerden çok
daha hızlı olduğu -bir saatten daha kısa bir sürede sonuç veriyor- belirtildi. Klasik testlerden
kaynaklanan gecikmeler etkili tedavilerin bulunmasından önce enfeksiyonların ilerlemesine
izin veriyor ve bu süre zarfında bakterilerin ilaç direnci geliştirmelerine olanak tanıyor.
Yanlış kullanılan antibiyotikler ve antibiyotik dirençli bakteriler insan sağlığına
ciddi anlamda zarar veriyor. Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri’nin 2013 yılı
raporuna göre her yıl Amerika’da antibiyotiğe dirençli bakteriyel enfeksiyonlardan
kaynaklanan en az 2 milyon hastalık ve 23.000 ölüm meydana gelmektedir.
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
Yeni NIST algılama yaklaşımı, yüzeydeki parçacıklar değiştiğinde titreşimleri ölçülebilir
yollarla değişen bir kuvars-kristal rezonatörü temel alan sistemiyle bu duruma bir çözüm
olabilir. Bakteriyel hücrelerin bir rezonatör üzerine yapışmasını içeren yaklaşım, daha önce
karbon nanotüp safsızlığının ölçümlerinde kullanılan duyarlılığı yüksek kristallerin farklı bir
şekilde yeniden değerlendirilmesine imkan veriyor.
Yeni NIST metodu, mikropların mekanik hareketlerini ve antibiyotiklere olan tepkilerini
algılıyor. Bazı araştırmacılar, öncesinde bazı bakteri hareketlerinin birtakım antibiyotikler
varlığında zayıfladığını bulmuşlardır, ancak şimdiye kadar bu değişimler sadece mikro
ölçekli sensörlerle ve genellikle hareketli bakterilerde (flagella adı verilen iplik benzeri
yapılar tarafından yönlendirilerek) tespit ediliyordu. NIST metodu klinik ortamda daha
yararlı olabilir, çünkü düşük maliyetle elektronik verileri toplar ve büyük bakteriyel
kolonileri algıladığı için makroskopik ve güçlü yapıda olabilir.
Sensör piezoelektrik özelliğe sahiptir, yani bir elektrik alana maruz kaldığında boyutu
değişir. İnce piezoelektrik kuvars disk iki elektrot arasına sıkıştırılır. Kristal titreşimleri
uyarmak için bir elektroda kristalin rezonans frekansına yakın, sabit bir frekansta alternatif
bir voltaj uygulanır. Sonrasında, kristalin karşı tarafındaki diğer bir elektrottan,
araştırmacılar salınım gerilimlerini, kristalin cevabı olarak kristal yüzeyine bağlanmış
mikrobiyal mekanik aktiviteden kaynaklanan rezonans frekansta (veya frekans
gürültüsünde) dalgalanmalar gösteren bir sinyal şeklinde kaydeder.
NIST araştırmacıları koli basilinde (Escherichia coli) kullanılan iki antibiyotiğin (polimiksin
B (PMB) ve ampisilin) cevabını ölçtü. Hücrenin ürettiği frekans gürültüsü, PMB’nin
tanıtımından (piyasaya sürülmesinden) sonra 7 dakika içinde sıfıra yaklaştı. Ampisilin
eklenmesiyle 15 dakikada frekans gürültüsü azalmaya başladı ve sonra hücreler ayrıldığında
ve öldüğünde daha hızlı düştü. Bu zaman ölçekleri antibiyotiklerin işlev gösterdiği normal
hızları yansıtmaktadır.
Sensörün ölçümlerinden sonra antibiyotiklerin etkinlikleri, kalan bakteri kolonilerinin
büyümesiyle tespit edildi. Her iki antibiyotik de canlı hücrelerin sayısını önemli ölçüde
azalttı.
Kaynak: sciencedaily.com
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.