Ecz. Ayşegül Ateş Değirmenci

   Ben Dr. Ecz. Ayşegül ATEŞ DEĞİRMENCİ. 2016 yılında Ege Üniversitesi Eczacılık Fakültesi’nden dönem birincisi olarak mezun oldum. Ege Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Mikrobiyoloji Anabilim dalında doktoramı “Metisiline Dirençli Klinik Staphylococcus aureus İzolatlarında Antibiyotik Direncinin CRISPR/Cas9 Temelli Genom Düzenlemesi İle Baskılanması” başlıklı tezim ile 2023 yılında tamamladım. Aynı bölümde öğretim elemanı olarak çalışmalarıma devam ediyorum.  
   Antibiyotik direnciyle mücadelede yeni bir yaklaşım:CRISPR/Cas antimikrobiyalleri
   “Antibiyotik direnciyle mücadelede yeni bir yaklaşım:CRISPR/Cas antimikrobiyalleri” başlıklı projemizin temel amacı antibiyotik direnciyle mücadelede yenilikçi bir yaklaşım sunmaktır.
   Antibiyotikler modern yaşamın devrim yaratan keşiflerindendir. 1928 yılında Alexander Fleming tarafından penisilin keşfiyle başlayan antibiyotik çağı bir çok yeni antibiyotiğin kullanıma girmesiyle devam etmiştir. Bu dönemde enfeksiyon hastalıklarıyla ilgili mücadelenin son bulduğu düşünülse de antibiyotik direnci hız kesmeden kendini göstermiştir. Antibiyotik direnci, bakterilerin antibiyotiklere karşı geliştirdikleri kompleks bir organizasyondur. Aynı zamanda direnç, riskleri tüm ülkeler tarafından paylaşılan küresel bir sağlık sorunu ve sosyoekonomik bir problemdir. 2019 yılında antibiyotik direncine bağlı olarak tedavi edilemeyen enfeksiyonlardan dolayı yaklaşık 5 milyon kişinin hayatını kaybettiğini biliyoruz. Dünya sağlık örgütü (DSÖ) 2014 yılında sunduğu raporda direnç oranları bu hızla artmaya devam eder ve herhangi bir önlem alınamazsa 2050 yılına kadar yılda 10 milyon kişinin antibiyotik direncine bağlı olarak tedavi edilemeyen enfeksiyon hastalıklarından dolayı hayatını kaybedeceğini bu problemin 100 milyon dolarlık ek sağlık harcamasını da beraberinde getireceğini belirtiyor. Son yıllarda enfeksiyon hastalıklarının tedavisindeki potansiyel terapötik ajanların yetersiz kalması direnç sorunuyla mücadelede antimikrobiyal etki için yenilikçi yaklaşımlara olan ihtiyacı ortaya çıkartıyor. CRISPR/Cas teknolojisi de bu yenilikçi yaklaşımlardan biri. CRISPR/Cas sistemi (Clustured Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/CRISPR-associated proteins - Düzenli aralıklarla kümelenmiş kısa palindromik tekrarlar) temel olarak bakteri ve arkelerin plazmid ve faj gibi yabancı genomlara karşı geliştirdikleri adaptif bir savunma sistemidir. 2012 yılında Emmanuel Charpentier ve Jennifer Doudna yayınladıkları makale ile bu sistemin bir genom düzenleme teknolojisi olarak kullanılabileceğini gösterdiler.
   Antibiyotik direncine bağlı olarak tedavide karşılaşılan zorluklar, tedavi seçeneklerinin gittikçe kısıtlanıyor oluşu ve yeni bir terapötik ajan arayışı doktora tezimi şekillendirirken CRISPR/Cas antimikrobiyallerine yönelmemi sağladı. Bu kapsamda temel amacım antibiyotiğe dirençli bir mikroorganizmanın bu direncinden sorumlu genlerini CRISPR/Cas9 teknolojisiyle hedefleyerek antibiyotiğe duyarlı hale getirmekti. Bu amaç kapsamında hedef mikroorganizma olarak klinikte ciddi bir tehdit haline gelmiş metisiline dirençli klinik Staphylococcus aureus (MRSA) izolatı ile çalışmalarımı gerçekleştirdim. Çalıştığım klinik bakteri kökeni metisilin (mecA) direncinin yanında gentamisin (aacA) ve siprofloksasin (grlA, grlB) direncine de sahipti. CRISPR/Cas teknolojisini kullarak MRSA kökeninin metisilin, gentamisin, siprofloksasin direnç genlerini eş zamanlı şekilde hedefleyip baskılarak bakterinin bu antibiyotiklere karşı duyarlı hale gelmesini sağladım. Metisilin (mecA), gentamisin(aacA), siprofloksasin (grlA, grlB) direnç genlerindeki baskılanma sonucunda Gen ve protein ekspresyon analizlerinde istatistiksel olarak anlamlı bir azalma tespit edildi. Fenotipik antibiyotik duyarlılık testlerindeki sonuçlar değerlendirildiğinde Metisiline dirençli Staphylococcus aureus kökenindeki antibiyotik direnç genlerinin baskılanması sonucunda beta-laktam, kinolon ve aminoglikozid grubu antibiyotiklere karşı direnç kırılmış oldu. Sonuç olarak kökenler ilgili antibiyotiklere dirençli kategorisinden duyarlı kategorisine geçti. Gerçekleştirdiğim proje ile ilk kez metisilin dışında gentamisin ve siprofloksasin direnç genlerinin baskılanabileceğini göstermiş oldum. Ayrıca çalışmam CRISPR/Cas teknolojisi sayesinde dirençli mikroorganizmalarda eş zamanlı şekilde birden fazla direnç geninin sekans spesifik olarak hedeflenerek antibiyotik direncinin kırılabileceğini göstermesi bakımından önemlidir. Çalışmam CRISPR antimikrobiyalleri ve direnç gelişimi nedeniyle kullanılamayan geleneksel antibiyotiklerin kombine terapide kullanımını inceleyeceğimiz çalışmalara, CRISPR/Cas içeren faj kokteylleri ve bunların nanofarmasötikler ile kombinasyonuna dair ilerleyen süreçteki çalışmalara temel oluşturacak verileri sunmaktadır. Gelecekte sekans spesifik olarak ve kişiye özgü CRISPR antimikrobiyallerinin üretilebileceğini ve enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde bunlardan yararlanabileceğimizi düşünüyorum. Enfeksiyon hastalıklarının tedavisinde CRISPR antimikrobiyalleri çığır açıcı gelişmeleri beraberinde getirecektir.