QUORUM SENSING

QUORUM SENSING (ÇEVREYİ ALGILAMA SİSTEMİ) İNHİBİTÖRLERİ: Bakteriyel enfeksiyonların kontrolü ve tedavisi için umut vaat eden yeni stratejiler

Doç. Dr. Gülgün TINAZ


Bakteriler birbirleriyle nasıl ileti șim kuruyorlar? •Bakteriler birbirleriyle ileti șim kurmak için küçük sinyal molekülleri kullanıyorlar
Bakteriler bu sinyal molekülleri aracılığıyla yeterli ço ğunlu ğa ula șıp ula șmadıklarını izlemekte ve yeter ço ğunlu ğa ula ș tıkları anda da virülens faktörlerinin üretimi gibi kritik gen ekspresyonları tetiklenmektedir.

 Hücreler arası iletișimi sağlayan bu haberleșme sistemi çevreyi algılama (quorum sensing) olarak adlandırılır. •Bu olay bakteriye kendi hücre populasyon yoğunluğunu izleme ve buna bağlı olarak davranıșlarını düzenlenme olanağı verir.

Böylelikle, konakta enfeksiyon olu șturabilecek yeterli ço ğunlu ğa ula șıncaya kadar ba ğıșıklık sistemi tarafından patojen bakterinin fark edilmemesi sa ğlanarak ba șarılı bir enfeksiyon süreci olu șturulur.

Biyofilm, bakteriyi ba ğıșıklık sisteminden koruyan bir yapı…. •Biyofilm içindeki bakteri planktonik bakteriye göre antibiyotiklere 1000 kat daha dirençli!!!!

Son zamanlarda yapılan araștırmalar, bakteriler arası iletișim sisteminin bozulması durumunda bakterilerin koordineli davranamayacakları, konakta kolonize olma yeteneklerinin azalacağı ve bunun sonucunda bașarılı bir enfeksiyon süreci ortaya koyamayacaklarını göstermektedir


Günümüzde bakteriyel enfeksiyonlar ile sava ș için tercih edilen antibiyotik kullanımı gibi klasik yöntemler; •protein sentezi, •DNA replikasyonu ve •hücre duvarı sentezi gibi bakteriler için önemli i șlemleri engelleyerek onları öldürerek yok etme temeline dayanmaktadır.
 Ancak bu yöntemler bir süre sonra antibiyotiklere kar șı dirençli populasyonların ortaya çıkmasına, bu da, kullanılan antibiyotiklerin giderek etkisiz kalması, dolayısıyla hastalıkların tam anlamıyla tedavi edilememesi, direncin yayılması ve ekonomik kayıplar ile sonuçlanmaktadır.


Dolayısıyla bakterileri direk öldürmek yerine aralarındaki haberle șme sistemini bloke ederek bakteriyel enfeksiyonları tedavi etmek ve kontrol altında tutmak, patojenlerle sava șta çok umut vaat eden yeni bir strateji olarak dü șünülmektedir.

1- Doğal İnhibitörler 2- Sentetik Analoglar 3- Bazı İlaçlar



1- Doğal İnhibitörler Gram-negatif bakterilerde çevreyi algılama sistemini bloke etti ği tespit edilen ilk bile șik, kırmızı bir deniz algi olan Delisea pulchra’dan izole edilen halojenlenmi ș furanonlardır.

Patulin Penicillic asit 4-nitro-pyridine-N-oxide (4-NPO) sarımsak özütü cinnamaldehyde vanillin p-coumaric acid catechin
gibi birkaç doğal bileșiğin daha Gram-negatif bakterilerin çevreyi algılama sistemini etkilediğini rapor edilmiștir.

 Ancak bu bile șiklerin ço ğunun ya toksik olmaları ya da tolere edilebilir dozlarda etki gösterememeleri nedeniyle insan kullanımına çok uygun olmadıkları görülmü ștür.


2- Sentetik Analoglar ve Sentetik Bile șikler P. aeruginosa sinyal molekülü Hücreler arası ileti șimi sa ğlayan sinyalin alınmasını önlemek amacıyla reseptöre (LuxR-tipi) kar șı yarıșan sentetik moleküller



Bilgisayar destekli molekül dizaynı ile QSI molekül taraması çalıșmaları ile yapısal olarak AHL’ lara benzerlik göstermeyen bazı moleküllerin de bazı bakteri türlerinde QS sistemini inhibe etti ği görülmü ștür.

3- Bazı Bilinen İlaçlar •İlaç pazarındaki bazı ilaçların kullanımlarına neden olan biyolojik etkilerine ilave olarak quorum sensing aktivitesine de sahip olduları gösterilmiștir. •Bazı makrolid ve non-makrolid antibiyotiklerin sub-MIC değerlerinde, Gram (-) bakterilerin quorum sensing sistemi üzerine etkileri rapor edilmiștir. •Salicylic acid, nifuroxazide ve chlorzoxazone’un P. aeruginosa quorum sensing sistemini inhibe ettiği görülmüștür.

•Tobramycinin , P. aeruginosa da elastaz üretimini azalttığı gözlenmiștir. •Bilinen ilaç moleküllerinin bakteriyel QS üzerindeki etkileri onların farklı medikal uygulamalarda kullanılma potansiyelleri olduğunu göstermektedir


Eğer insan kullanımına uygun QS inhibitörler geliștirilebilirse, bu moleküllerin antibiyotiklerden farkı ne olacak? •Üremeyi direk olarak etkilemeyeceklerinden, dirençli bakterilerin gelișimine neden olmayacakları, •konakta mevcut faydalı bakteri komünitelerini yok etmeyecekleri umulmaktadır.

QS inhibitörlerinin mevcut antibiyotiklerle birlikte kullanılarak onların etkisini artıracakları ve raf ömrünü uzatacağı umulmaktadır.