Hastalıkların Tedavisinde Virüslerden Yararlanabilir miyiz?

Virüsler çoğalmak ve yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için canlı bir hücreye ihtiyaç duyan, genellikle hastalık yapıcı patojenlerdir. Fakat bazı virüsler hastalıkların tedavisinde de kullanılabiliyor. Bu virüsler “bakteriyofaj” olarak adlandırılıyor. 

Bakteriyofajlar, çoğalmak ve yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için bakterileri kullanır. Kısaca “faj” olarak da bilinen bakteriyofajlar sadece bakterileri enfekte eder. Bu virüsler yaşamsal faaliyetlerini yalnızca 20-30 dakika devam ettirebilir. Çıplak gözle görülemeyen fajların uzunlukları 24-200 nanometre (metrenin milyarda biri) arasında değişir. Fajlar toprak, tatlı su, tuzlu su, hayvan ve insan bağırsağı gibi bakterilerin yaşadıkları ortamlarda bulunur. Bazı fajlar bakterileri enfekte ettiklerinde bakteriler ölür. Bu sayede doğadaki bakteri oranı dengede kalır.

Fajlar sadece bakterileri enfekte eder.

Fajlar da diğer virüsler gibi kalıtım materyali olarak DNA veya RNA’ya sahiptir. Farklı şekillerde olabilirler fakat en bilinenleri T4 fajlarıdır. T4 fajları DNA’larını “ikosahedron” adı verilen geometrik şekilli başlarında taşır.

İkosahedron, 20 eşkenar üçgenden ve 30 köşeden oluşan çok yüzlü geometrik bir şekildir.

T4 fajlarında başın yanı sıra başın bağlı olduğu yaka, kalıtım materyalinin bakteriye enjekte edilirken geçtiği boru şeklinde gövde, gövdenin bağlandığı taban, tabana bağlı iplik şeklinde protein kuyruk lifleri ve sivri uçlu proteinler de bulunur.

Fajlar Bakteriyi Nasıl Enfekte Eder?

Fajlar proteinden oluşan kuyruk lifleriyle bakterilerin hücre zarında bulunan protein ve karbonhidrat gibi moleküllere ya da bazı bakterilerde bulunan “pili” isimli tüysü yapılara tutunabilir. Bu yüzden bu moleküllere “faj almaçları” denir. Bakteriye bağlanan faj kasılarak kalıtım materyalinin gövdeden bakteriye aktarılmasını sağlar. Kalıtım materyali aktarılan virüs, bakterinin ribozomlarını (protein üreten organel) kullanarak kopyalarını oluşturur. Bakteri içinde çoğalan virüsler bakterinin hücre duvarını ve zarını enzimle parçalayarak hücre dışına çıkar. Bakteri ise ölür. Bazı fajlar ise kalıtım materyalini bakterinin genetik materyaline enjekte ederek nesiller boyunca taşınmasını sağlar. Bakteri ise yaşamaya devam eder.

Bakteriyofajlar sadece bakterileri enfekte ettikleri için geçmişten bu yana bakterilerin sebep olduğu bazı hastalıkların tedavisinde kullanılıyor. Bu yönteme faj tedavisi deniyor. 1900’lü yıllarda başlayan faj tedavisi 20. yüzyılın ortalarına doğru antibiyotiğin özellikle de penisilinin keşfedilmesiyle yerini antibiyotiklere bıraktı. Fakat gittikçe artan antibiyotik kullanımı hastalık yapıcı bakterilerin antibiyotiklere karşı direnç geliştirmesine neden oldu. Bu yüzden günümüzde faj tedavisi araştırmaları yeniden hız kazandı. 

Kaynaklar:

• Lin, M. D., Koskella, B. & Lin, C. Henry., “Phage therapy: An alternative to antibiotics in the age of multi-drug resistance”, World Journal of Gastrointestinal Pharmacology and Therapeutics, Cilt 8, Sayı 3, s. 162-173, 2017.
• https://actu.epfl.ch/news/how-viruses-infect-bacteria-a-tale-of-a-tail/
• https://www.nature.com/articles/nature1797