Akıllı antibiyotikler bizi kurtaracak mı?

Prof. Dr. Esin Davutoğlu Şenol - @esenol

Yirminci yüzyıldaki, iki büyük savaş, bir büyük salgın, milyonlarca insanın ölümüne tanıklık edilen ilk yarıdan sonra tıp endüstrisi büyük ivmeyle gelişmeler kaydetmeye başladı. Antibiyotikler ve aşı insan ortalama ömrünün uzatılmasına büyük katkı sağladı. Grip, zatürre, verem, frengi gibi bulaşıcı hastalıklar geçen yüzyılın en çok ve genç yaşlarda öldüren hastalıklarıydı.  

Aşı, temiz ve güvenli su, çevre temizliği ve antibiyotikler gibi halk sağlığı başarılarının insan ortalama ömrünü 30 yıl uzattığı bir gerçek. Ama bu başarılar da tüm başarılar gibi kendi zaferlerinin kurbanı oldu. Aşılamadaki başarı bulaşıcı hastalıkları unutturdu, antibiyotikler ise rasyonel olmayan biçimde avuç avuç kullanılınca bu yerkürenin ilk canlıları ve sağ kalma ustaları olan mikroplar direnç geliştirmeye başladılar. Tıp endüstrisinin yakaladığı başarıları gölgeleyebilecek, muradımız olan uzun yaşamı işkenceye çevirebilecek “antibiyotik direnç salgını” gibi bir gerçekle karşı karşıyayız. 

Antibiyotik tarama 

Bu yüzyılın başında sıkça söz etmeye başladığımız bu salgın karşısında ne yazık ki antibiyotik tarama ve geliştirme çalışmaları da neredeyse durmuş durumda. Daha hızlanmazsa, pandemi ve izleyen salgınlar hem insan hem çevre sağlığını hızla tahrip ediyor, 2050 yılında antibiyotik direnci nedeniyle 10 milyon insanın öleceği düşünülüyor. Kanserden ve diğer tüm nedenlerden daha çok insanı öldürecek bir tehdit bu. 

Türkiye’de hastane mikrobu olarak tanımlanan bakterilerin %40-90 kadarı tüm antibiyotiklere dirençli ve bu kırılgan, yaşlı, büyük ameliyatlar olmuş kişilerde ölüm riskini artıran büyük bir problem. Antibiyotik (sözcük anlamı; canlılığa karşı) bir mikroorganizmanın diğerlerini yok etrmek için ürettiği bileşikler için kullanılan tanım. Antibiyotiklerin neredeyse tümü, çok azı sentetik, toprak bakterileri ya da mantarlardan elde edilen mikrobiyel doğal ürünler. Bu doğal ürünlerin çeşitlilik ve etkileri kimyasal olanlardan çok daha fazla.  

Salvarsan 

Antibiyotikleri elde ettiğimiz toprak bakterilerinin yaklaşık 400-500 milyon yıl önce ilk bitkinin ekilmesi ile eş zamanlı olduğu düşünülüyor. Aslında 1920’de bu toprak bakterilerinden “aktinomiçesler “ den elde edilen ilk bileşikler keşfediliyor. Bugün kullanmakta olduğumuz antibiyotiklerin %64’ü aktinomiçeslerden. Aslında ilk keşfedilen antibiyotik, hemen penisilin diye mırıldanmayın, arsenikten elde edilen sentetik bir bileşik olan salvarsan. Salvarsan salgınlarla önce Avrupa’yı sonra Osmanlıyı kırıp geçiren frengide mucize yaratıyor. 

Bir petri kabına (laboratuvarda mikrop üretmek için kullanılan cam/plastik kaplar)düşen bir küf tarafından üretilen penisilinin 1928 yılında tesadüfen keşfi ve 1940’larda geniş bir grup olarak kullanıma girmesinden bir kaç yıl sonra penisilin direnci gelişiyor. 1950-60’lar antibiyotiklerin altın çağı denilebilir. Neredeyse her yıl yeni bir sınıf antibiyotik keşfediliyor. 

Bu sayede bağışıklık sistemini bertaraf eden, kök hücre nakli, organ nakli, kanser kemoterapileri, büyük cerrahi girişimler uygulanabiliyor. Ancak topraktaki değerli potansiyelin yaklaşık 3/4ünün henüz kullanılmadığı bilindiği halde, sessiz biyosentetik gen kümelerinin keşfi için yaklaşık on milyon toprak bakterisi taramak gerekiyor. Bir yandan karlılık ön planda olan endüstrinin antibiyotikler için yaptığı yaklaşık 100.000 başvurudan ancak 2000 ‘i kabul ediliyor. Ve bu “süper canavarlar” olarak tanımladığımız mevcut antibiyotiklerin neredeyse tümüne dirençli bakterilere karşı antibiyotik gelişimi de duruyor. 

Ancak bu derin krizi çözmek için yapay zekâ (AI) devreye giriyor. İnsan eliyle taranması mümkün olamayacak kadar çok sayıdaki 12 milyon potansiyel bileşiği tarayarak, otuz dokuz bin antibiyotik profili belirliyor. Farklı bir sınıf antibiyotiğin bulunmasından yaklaşık 38 yıl sonra ilk kez önemli dirençli mikroplara karşı yeni sınıf antibiyotik bulunuyor. 2017 yılında genç asistan infeksiyon hekimlerinin uzmanlık derneği için çıkardıkları bir dergi için verdiğim röportajdaki şu öngörüm beni dahi şaşırtıyor. 

Soru: Sizce infeksiyon hastalıklarıyla ilgili gelecekte yapılacak hangi buluş devrim niteliğinde olur? 

Cevap: İnfeksiyon hastalıkları da, tıp disiplini de yakın gelecekte devrim niteliğindeki buluşlara gebe. Çünkü bir yandan özellikle infeksiyon hastalıkları alanında “BIG DATA” olarak tanımladığımız çok veri birikti bir yandan da “yapay zekâ” olarak tanımladığımız önemli gelişmeler var. Bunca verinin, olağan yöntemler veya olağan insan zekâsı ile analizi, yorumlanması ve klinik veya laboratuvara tercüme edilmesi mümkün değilken, AI desteği ile bu mümkün olabilecek. Bu yüzden de devrim niteliğinde buluşların tam eşiğinde bu satırları yazdığıma yani kritik bir eşiğe geldiğimize inanıyorum...