Besin zehirlenmesine neden olan bakterinin açık yaralarda ciddi enfeksiyonlara yol açabilmesi

Umeå Üniversitesi Biyoloji Bölümü araştırmacıları, besin zehirlenmesine tanınan Bacillus cereus grubu bakterisinin açıklık yaralarda nasıl ciddi hasar oluşturduğunu ortaya koydu. Araştırmacılar, bakterinin ürettiği NheABC toksininin hem hücre zarlarını hem de mitokondrileri hedef alarak yara dokusunda enfeksiyon kurmasına yardımcı olduğunu ve bu etkinin açık yaralarda görülen pH koşullarında özellikle güçlü olduğunu tespit etti.

Bakteriler neredeyse her yerde, toprak, toz ve besinde bulunur; en çok besin zehirlenmesine yol açmasıyla bilinir. Aynı bakter grubu mide-bağırsak tracti dışında, açık yaralarda da ciddi enfeksiyonlara neden olabilir. Yine de hangi faktörlerin bu bakterilerin böyle bir hasar oluşturmasını sağladığı şimdiye kadar belirsiz kalmıştı.

Toksin hücre zarında delikler açıyor, mitokondrileri hedef alıyor

Araştırmacılar, NheABC toksininin küçük delikler açarak hücre zarlarını zedilediğini ve mitokondrilere önemli ölçüde hasar verdiğini gösterdi. Yapay membranlar üzerinde yürütülen deneyler, mitokondrilerde bulunan kardiolipin gibi certain lipidlerin toksinin zararlı etkilerini güçlendirdiğini ortaya koydu.

Araştırma, insan hücrelerinin iki ve üç boyutlu sistemlerde yetiştirilmesi, laboratuvar ortamında üretilmiş mini bağırsaklar (bağırsak organoidleri), yapay hücre zarları, gelişmiş mikroskopi ve yara enfeksiyonunu modelleyen bir fare modeli gibi birden fazla deney modelini bir araya getirdi.

Yaranın ortamı toksinin etkisini belirliyor

Araştırmacıların dikkat çeken en sürpriz bulgusu asiditeyle ilgiliydi. Toksinin zararlı etkinliği, nötral veya bazik pH düzeylerine kıyasla asidik koşullarda önemli ölçüde düşmüştür. Kronik yaralar kan, doku sıvıları ve amonyak gibi metabolik yan ürünlerin varlığı nedeniyle daha bazik bir ortama sahip olabilir; bu da bakterilerin üremesini ve yerleşmesini kolaylaştırabilecek koşullar yaratır.

Fare modeli üzerinde yürütülen yara enfeksiyonu deneyinde NheABC, artmış bakteri yerleşmesi ve daha güçlü yerel inflamuar yanıt katkıda bulundu. Bu durum, kolera hastalığına yol açan Vibrio cholerae bakterisinin ürettiği MakA toksiniyle karşılaştırıldığında dikkat çekiyor; aynı araştırma grubu daha önce bu toksinin asidik koşullarda aktive olduğunu göstermişti.

Eğer toksin etkisi çevresel ortama bağlıysa, bu enfeksiyonlar sırasında dokuda oluşan hasarı azaltmanın yeni yollarını açabilir. Gelecekte yalnızca bakteriye odaklanmak yerine, doğrudan yaranın kendisine yönelik müdahaleler mümkün olabilir.

Aftab Nadeem, Umeå Üniversitesi Biyoloji Bölümü araştırmacısı ve çalışmanın kıdemli yazarı

Bulgualar, klinik yaklaşımı yeniden düşünmeye yönlendiriyor

Araştırma, açık yaralarda tespit edilen Bacillus cereus grubu bakterilerinin her zaman zararsız kontaminasyon olarak görülmemesi gerektiğini vurguluyor. Çalışmanın ilk yazarlarından biri olan Umeå Üniversitesi Biyoloji Bölümü doktora öğrencisi Abdelbasset Yabrag, bulguaların bu bakterilerin ciddi enfeksiyonlara yol açabileceğine dair görüşü güçlendirdiğini belirtti.

“Bulgularımız, derin veya enfekte yaralarda tespit edilen Bacillus cereus grubu içindeki hastalık yapıcı bakterilerin her zaman zararsız kontaminasyon olarak görülmemesi gerektiği yönündeki görüşü destekliyor,” dedi Yabrag.

Çalışma, Umeå Üniversitesi ile Norveç Yaşam Bilimleri Üniversitesi ve Lund Üniversitesi arasındaki işbirliği kapsamında yürütüldü. Araştırma, Cell Communication and Signaling dergisinde yayımlandı.