Buzullar Eridikçe Dirençli Bakteri-Virüsler Ortaya Çıkıyor
Tarih boyunca insanlık bakteri ve virüslerle iç içe var olagelmiştir. Hıyarcıklı vebadan tutun da çiçek hastalığına kadar birçok bakteriyel hastalığa karşı zamanla çözümler üretildi ve öte taraftan bakteriler de insanlara etki edebilmek için kendi yöntemlerini ürettiler.
Alexander Fleming keşfettikten sonra yaklaşık olarak 100 seneden beridir antibiyotikleri kullanıyoruz. Buna cevap olarak da bakteriler antibiyotiklere karşı dirençlerini kuvvetlendirdiler. Günümüze kadar zararlı mikroorganizmalar üzerinde o kadar çok çalışma yapıldı ki, kendimizi doğal bir çıkmazda bulmamız içten bile değildi. Bütün bunların yanında eğer biz ansızın, yüzyıllardır uykuda olan veya daha önce hiç karşılaşmadığımız ölümcül bakteri – virüslere maruz kalırsak acaba ne olur?
İklim değişikliği, yüzyıllar boyu donmuş olan toprakları eritiyor ve buzullar eridikçe altta uykuda – pasif halde – bulunan bakteri ve virüsler tekrar hayata dönüyor. 2016 yılının Ağustos ayında Sibirya tundrasının uzak bir köşesinde Kuzey Kutup Dairesi, Yamal Yarımadası denilen yerde "şarbon hastalığı" sebebiyle 12 yaşında bir çocuk öldü ve en az 20 kişi de hastaneye kaldırıldı.
Bu zararlı bakteri hakkındaki teori; bundan 75 yıl kadar önce şarbon hastalığı bulunan bir ren geyiği öldü ve donmuş iskeleti kalıcı donmuş toprak tabakasının (permafrost) altında kapalı kaldı. Ve orada 2016 yılındaki sıcak hava dalgası permafrost tabakasını eritinceye kadar bekledi. Bu olay sonucunda geyiğin cesedindeki bulaşıcı şarbon mikrobu ilk olarak çevre, su ve toprağa karıştı, ardından da gıda kaynaklarına tesir etti. Böylelikle çevrsindeki 2000'den fazla ren geyiğine mikrop bulaştı, bu da küçük bir grup insanda vakanın görülmesine neden oldu. Bu olayın karantinaya alınamayacak olması en büyük endişe olarak karşımızda duruyor.
Yeryüzü ısındıkça daha fazla permafrost tabakası eriyecek. Normal şartlar altında yüzeysel (50cm) permafrost tabakaları her yaz erir. Fakat küresel ısınmanın etkisiyle bu erime daha eski tabakalara da tesir edecektir.
Kalıcı donmuş toprak, bir bakteri için çok uzun süre boyunca (milyonlarca yıl) canlı kalabilmesi için mükemmel bir barınma ortamı sunar. Buna karşın Kuzey Kutup Dairesi'nde sıcaklıklar dünyanın geri kalanından 3 kat daha seri artış gösteriyor.
Sadece yirminci yüzyılın başlarında bir milyondan fazla ren geyiği şarbon hastalığından telef oldu. Mezar yerlerini de en derine kadar kazmak çok kolay değil. Bu yüzden hastalığı barındıran kadavraların çoğu kuzey Rusya'da 7000 mezar alanında dağılmış bir halde yüzeye yakın gömülmüştür. Bunun yanında bilim insanları 1918'deki İspanyol gribi virüsüne ait RNA parçalarını, Alaska tundralarındaki toplu mezarlarda keşfettiler.
2011 tarihli bir çalışmada araştırmacılar, Boris Revich ve Marina Podolnaya şöyle yazmışlardı:
"Kalıcı donmuş toprağın erimesi sonucu 18 ve 19. yüzyıla ait ölümcül enfeksiyonlara neden olan taşıyıcı (vektör) mikroorganizmalar yeniden ortaya çıkabilir."
Örneğin; 1890'larda Sibirya'da büyük bir "çiçek hastalığı" salgını ortaya çıktı. Bir şehir, nüfusunun %40'ını kaybetti. Ölenlerin vücutları Kolyma Nehri'nin yakınlarındaki permafrost toprağın yüzeye yakın yerlerinde gömüldü. 120 yıl sonra Kolyma Nehri'nin sel suları nehir kıyılarını aşındırmaya başladı ve bunun sonucunda permafrost tabakasının erimesi hızlandı.
1990'larda başlayan bir çalışma dâhilinde Novosibirsk'te Devlet Viroloji ve Biyoteknoloji Araştırmaları Merkezinde bilim insanları, Güney Sibirya bölgesinde Taş Devri'nden bugüne gelen permafrost kalıntılar üzerinde yaptıkları testlerde 19. yüzyılda viral salgınlar sonucu ölen erkek mezar kalıntılarından da örnek aldılar. Araştırmacılar cesetler üzerinde çiçek hastalığını karakterize eden küçük yaralarla karşılaştılar. Çiçek hastalığı virüsünün kendisini bulamamalarına rağmen DNA'sının izlerine rastladılar. Bu tabii ki tek olay değildi.
2005 yılındaki bir çalışmada da NASA bilim insanları, Alaska'daki donmuş gölette hapsolmuş bir bakteriyi 32.000 yıl sonra başarıyla hayata döndürmeyi başardılar. Carnobacterium pleistocenium isimli mikroplar, Buzul Çağı periyodu boyunca donmuş halde kalmışlardı.
Bundan 2 sene sonra bilim insanları buz altında uyuyan 8 milyon yıllık bakteriyi hayata döndürdüler. Aynı çalışmada buz içinde kalmış 100.000 yıllık bir başka bakteriyi de tekrar yaşama döndürdüler.
Anthrax (şarbon) bakterisi
Dev virüs örneği
Fakat tabii ki bütün bakteriler permafrost içinde donduktan sonra hayata dönemezler. Anthrax (şarbon) bakterisi spor (tohumsu inaktif yapı) oluşturduğu için hayatta kaldı. Bu sporlar da aşırı derecede zor şartlara dayanabilmekte ve bir yüzyıldan daha uzun sürelerde canlılıklarını donmuş da olsalar devam ettirebilmektedirler. Bu bakterilere tetanoz, Clostridium botulinum (botulizm zehirlenmesi) eklenebilir. Bazı mantarlar da permafrost altında uzun bir süre dayanabilir.
Araştırmacı Jean-Michel Claverie ve ekibinin 2014 tarihli çalışmasında 30.000 yıldır Sibirya buzul topraklarında (permafrost) hapsolmuş olan 2 virüse canlılıklarını kazandırdılar. Pithovirus sibericum ve Mollivirus sibericum isimli bu iki virüs de "dev virüs" olarak bilinmektedir. Çünkü birçok virüsün aksine normal bir mikroskop altında bile görülebilirler. İkisi de sahil tundrasının 30 metre altında bulundu. Virüsler canlandırıldıkları anda bulaşıcı hale dönüşüyor. Neyse ki bu iki virüs de sadece tek hücreli amiplere etki edebiliyor.
2014 yılından beri Claverie, insanlara etki edebilecek bakteri ve virüslerin izlerine ulaşmak için permafrost tabakalarındaki DNA kalıntılarını inceliyor. Şimdiye kadar birçok zararlı bakteri ve virüse ait kanıtlar buldu. Bu bakterilere ait DNA, virüsler ve hastalık yapıcı bakterilerin yerleşecekleri konak canlıya etki edebilme kabiliyetlerini arttıran moleküller üretebilmektedir. Ekip ayrıca uçuk virüsü gibi bilindik virüslere ait birkaç DNA sarmalını da keşfettiler. Ancak halâ çiçek hastalığı virüsüne ait kanıt elde edemediler.
İnsanoğlunun unuttuğu hastalık yapıcı mikroorganizmalar tabii ki sadece permafrost tabakalarından ortaya çıkmaz. Bu yılın Şubat ayında NASA bilim insanları 10.000 – 50.000 yıllık mikropları Meksika'daki bir kristal madeninde bulduklarını duyurdu. Bu mağarada binlerce yılda yapılaşan beyaz şeffaf selenit madeni (alçıtaşı) kristalleri bolca mevcuttur. Bakteriler kristallerde küçücük, sıvı dolu ceplerde muhafaza olmuş halde bulundu. Bakteri dolu cepler kaldırıldığında hemen canlanıp üremeye başlıyorlar. Araştırmada bahsedilen mikroplar yeni birer tür ve genetik yapı itibariye özgün olabilir. Ancak çalışma henüz tamamlanmadı.
Lechuguilla mağarası
Hatta New Mexico'da 300 metre derinliğindeki Lechuguilla mağarasında 4 milyon yıldır günışığı görmemiş mikroplar da bulundu. Mağara o kadar iyi izole olmuş ki suyun yüzeyden içeriye sızması 10.000 yıl sürebilir. Bütün bunlara rağmen bahsedilen bu bakteri bir şekilde 18 çeşit antibiyotiğe karşı direnç gösterebilmekte, enfeksiyonlara karşı son çare olan ilaçlar dahi karşılarında çaresiz kalabilmektedir. 2016 yılı Aralık ayında yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar Paenibacillus sp. LC231 isimli bakterinin antibiyotiklerin %70'ine karşı dirençli olduğunu ve birçoğunu da etkisiz hale getirdiklerini buldular. Bunun yanında, bakterinin 4 milyon yıldır izole olmasından ötürü insanlarla teması olmadı ve doğal olarak tedavi için kullanılacak antibiyotiklerle de reaksiyona girmedi. Bu da demektir ki bakterinin gösterdiği antibiyotik direnci başka sebepten ötürü oluşmuştur.
Çalışmaya katılan araştırmacılara göre doğal olarak antibiyotik direnci olan bakteriler insana zarar vermiyor. Bu tespit de "antibiyotik direncinin" milyonlarca, milyarlarca yıldan beridir var olduğunu açıklıyor. Açıkça görülmektedir ki, eskiden beridir var olagelen antibiyotik direnç, kliniklerdeki ilaç kullanımından ötürü ortaya çıkmamıştır. Bunun nedenlerinden birisi de birçok bakteri ve mantar türlerinin diğer mikroorganizmalara karşı savaşabilmek için doğal olarak antibiyotik üretmeleri olabilir. İşte bundan dolayı Fleming penisilini keşfedebildi.
Gıdanın çok kısıtlı olduğu mağara gibi ortamlarda organizmalar hayatta kalmak için acımasız olabiliyorlar. Paenibacillus gibi bakteri türleri, rakip organizmalar tarafından yok edilmemek için antibiyotik direnci geliştirmiş olabilirler. İşte bu olay bakterinin, neden mantar ve bakteriler gibi doğal yollardan elde edilen ve bizim de kullandığımız ilaçların %99,9'unu oluşturan antibiyotiklere karşı dirençli olduğunu açıklıyor. Bir tür olarak bakteri insan yapımı antibiyotiklerle hiç karşılaşmadığı için doğal olarak direnç de göstermiyor.
2016 Aralık ayındaki bu çalışmanın yöneticisi Ohio Akron Üniversitesinden mikrobiyolog Hazel Barton:
"Bizim ve diğerlerinin çalışmaları sonucunda 'antibiyotik direncinin' alışılmadık bir kavram olmadığını anlıyoruz. Bizim bulduğumuz organizmalar 4-7 milyon yıl kadar yüzey canlılarından izole oldular. Yine de genetik olarak antibiyotik dirençleri, yüzeyde yaşayan türlerinkine benziyor. Dirençli genlerin bu kadar eski olması insanoğlunun tedavide antibiyotik kullanmasından ortaya çıkmadığını gösteriyor" açıklamasında bulundu.
Bahsedilen bu Paenibacillus türü bakteri tek başına insanlara zararlı değil fakat teoride kendi antibiyotik direncini diğer patojenlere aktarma tehlikesi bulunuyor. Ama 400 m kayalık tabakanın altında izole olduğunu göz önünde bulundurursak bu pek de mümkün görünmüyor.
2011 yılındaki başka bir çalışmada bilim insanları Rusya ve Kanada arasındaki Bering bölgesinde 30.000 yıllık permafrosttan bir bakteri DNA'sı elde ettiler. Bu DNA'da beta-laktam antibiyotiklerine karşı (tetrasiklin, glikopeptit vb.) direnç kodlarını buldular.
Peki, bütün bunlardan sonra ne kadar endişe duymalıyız?
Bir görüşe göre permafrost patojenlerinden gelen risk, doğası itibariyle bilinemez bundan ötürü de alenen bir tehdit oluşturmuyor. Bundan ziyade iklim değişikliğinin şu anda bizi tehdit eden kısımlarına bir çözüm bulmalıyız. Örneğin; Yerküre ısındıkça Kuzey Ülkeleri artık sıtma, kolera ve sivrisineklerin taşıdığı dang humması gibi "güneyli" hastalık salgınlarına açık hale gelecek. Çünkü bu tarz zararlı mikroorganizmalar için sıcak iklimler biçilmiş kaftandır.
Başka bir bakış açısına göre ise riskleri tartamadığımız için onları görmezden gelemeyiz. Prof. Claverie de:
"Yapılan diğer çalışmalar ve bizim çalışmamız gösteriyor ki mikropların tekrar canlanıp bizde enfeksiyona neden olması ihtimal dâhilindedir. Bu zararlı mikroorganizma, antibiyotikler ile tedavi edilebilen yahut dirençli bakteri ya da bir virüs olabilir. Eğer patojen uzun bir süre insanlarla temas halinde olmamışsa, bağışıklık sistemimiz buna hazırlıksız demektir. Evet, işte bu tehlikey oluşturur" şeklinde konuştu.
Güncelleme: 04/06/2017
Kaynak: Jasmin Fox-Skelly, "There are diseases hidden in ice, and they are waking up", bbc.com, çev. Furkan Kargıoğlu, yaklasansaat.com, 04/05/2017
|