İklim değişikliğine bağlı kuraklık, antibiyotiklere dirençli süper mikropların ortaya çıkmasını tetikleyebilir

Yeni bir araştırma, iklim değişikliği kötüleştikçe kuraklığın antibiyotiklere dirençli süper mikropların ortaya çıkmasını tetikleyebileceğini ortaya koyuyor. Caltech’te yapılan çalışma, küresel ısınma ile antibiyotik direnci arasında doğrudan bir bağlantı olduğunu gösteriyor.

Toprak mikroplarında direnç artışı

Toprak mikropları üzerine yapılan çalışma, kuraklığın antibiyotiklere dirençli mikroorganizmaları desteklediğini gösterdi. Araştırma, toprakta yaşayan bakterilerdeki direnç genlerinin bazılarının hastane hastalarından alınan antibiyotik dirençli patojen örneklerinde de bulunduğunu ortaya koydu. Bakterilerin büyük genetik bilgi parçalarını kolayca değiştirebildiği yatay gen transferi süreci nedeniyle, toprakta yaşayan mikroplardaki dirençteki herhangi bir artış insanları enfekte eden mikroplara kolayca geçebiliyor.

Çalışmanın kıdemli yazarı Caltech’ten biyolog Dianne Newman, “Hiçbir yer bağışık değil. Dünyanın bir yerinde bir patojen ortaya çıkarsa, çok hızlı bir şekilde yayılır; bu nedenle, nerede yaşadığınızdan bağımsız olarak endişe verici bir durumdur” dedi.

Dünya çapında ciddi bir sağlık sorunu

Antibiyotik direnci halihazırda büyük bir sağlık sorunudur. Dünya Sağlık Örgütü’nün tahminlerine göre, 2019 yılı itibariyle antibiyotik dirençli patojenler doğrudan yılda 1,27 milyon ölüme neden olmuş ve 4,95 milyon ölüme de katkıda bulunmuştur.

Metagenomik veri tabanlarından ilk ipuçları

Newman ve çalışmanın ilk yazarı, Caltech’te doktora sonrası araştırmacı olan Xiaoyu Shan, kuraklığın antibiyotik direncini kötüleştirebileceğine dair ilk ipucunu dünyanın dört bir yanındaki kıtalardaki farklı ortamlardan toprak mikrobu genetik bilgilerini toplayan beş metagenomik veri tabanında ortaya çıkardı. Bu veri tabanlarından bazıları, aynı bölgelerden kuraklıktan önce ve sonra alınan örnekleri içeriyordu.

Araştırmacılar, her durumda antibiyotik sentez genlerinin kurak bir dönemin ardından daha yaygın, kuraklığın sona ermesinden sonra ise daha az yaygın olduğunu buldu. Newman, “Bunu tarım alanlarında, otlaklarda, ormanlarda, sulak alanlarda, ABD’de, Çin’de, İsviçre’de görüyorsunuz” dedi.

Laboratuvar deneyleriyle doğrulama

Neler olup bittiğini anlamak için Newman, Shan ve meslektaşları konuyu laboratuvara taşıdılar. Steril toprağı, bazı bakteri türleri tarafından üretilen fenazin antibiyotiğiyle işleme tabi tuttular. Ardından, toprakta yaşayan bakterileri eklediler ve örneklerin yarısının üç gün boyunca kurumasına izin verirken, geri kalanını nemli tuttular.

Simüle edilmiş kuraklığın ardından, topraktaki antibiyotiğin nemin buharlaşmasıyla daha da yoğunlaştığını keşfettiler. Ayrıca, bu daha yoğun antibiyotiğe tepki olarak, topraktaki antibiyotiklere duyarlı bakterilerin zarar gördüğünü, antibiyotiğe dirençli bakterilerin ise çoğaldığını buldular.

Newman, bu bulguların antibiyotik direncinin evrimsel baskı tarafından yönlendirildiğini gösterdiğini söyledi. Kuraklık, diğer mikropların antibiyotiklerini ölümcül seviyelere çıkardığında, yalnızca en güçlü ve en dirençli olanlar hayatta kalır.

Küresel ölçekte doğrulanan bulgular

Araştırmacılar, dünyanın dört bir yanındaki hastanelerde toplanan antibiyotik dirençli patojenlere ilişkin mevcut verilerin yanı sıra iklim ve hava durumu verilerini kullanarak her hastanedeki kuraklığı ölçtüler. Bölge ne kadar kuraksa, hastanenin bildirdiği antibiyotik dirençli patojen sayısının da o kadar fazla olduğunu buldular. Bu bulgu, ülkenin sosyoekonomik durumu kontrol altına alındığında bile geçerliliğini korudu.

Topraktan insana gen transferi

Toprak mikroplarında antibiyotik direnci sağlayan genlerin birçoğu, antibiyotiklerden kaçtığı bilinen klinik patojenlerde birebir kopyalanmış olarak bulundu. 23 Mart’ta Nature Microbiology dergisinde yayınlanan raporda, bu patojenler arasında yaygın hastane patojenleri Enterococcus faecium, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa ve Enterobacteria türlerinin yer aldığı bildirildi.

Newman, insanların çevrede hareket etmesiyle insan patojenleri ve toprak mikroplarının sürekli temas halinde olduğunu ve kuraklığın neden olduğu direncin topraktaki mikroplardan vücuttaki mikroplara kolayca geçebileceğini söyledi.

İklim değişikliği sorunu kötüleştirebilir

Macquarie Üniversitesi’nde mikrobiyal ekolojist Timothy Ghaly, çalışmaya eşlik eden bir başyazıda, “Süregelen ısınma ve kuraklaşmanın kurak koşulları genişletmesi bekleniyor” diye yazdı. Bu da iklim değişikliğinin antibiyotik dirençli patojenlerin zaten ciddi olan sorununu hızlandırabileceği anlamına geliyor.

Çözüm önerileri

Newman, bakterilere karşı kendi evrimsel savaşımızı yürütmenin yolları olduğunu söyledi. İklim değişikliğini sınırlamanın ötesinde, kliniklere hızlı tanı testleri getirmek, çoklu antibiyotik tedavilerini kullanmak ve ilaç keşfinde temel araştırmaları finanse etmek önemli adımlar arasında yer alıyor.

Newman, “Hükümetlerin bilimsel araştırmaları ve ilaç keşfini finanse etmeyi bırakmasının zamanı değil” dedi.