Hastalıkların erken teşhisi adına, bakterilerin gizli dilini konuşalım

Bakteriler saldırılar düzenlemek için kimyasal bilgiler yardımıyla aralarında "konuşurlar." Peki ya ne söylediklerini anlayabilseydik? Nanofizik uzmanı Fatima AlZahra'a Alatraktchi bakteriyel konuşmalara sızabilmek ve bu gizli konuşmalarını insan diline çevirmek adına bir alet icat etti. Çalışması, salgınların erken teşhisini olağan kılabilir - hastalığa yakalanmamızdan bile önce.

Onları bilmiyorsunuz.

Onları görmüyorsunuz.

Ama onlar sürekli etrafta,

fısıldaşıp

gizli planlar yaparak

milyonlarca askerden oluşan
ordular kuruyorlar.

Saldırmaya karar verdiklerinde de

hep birlikte saldırırlar.

Bakterilerden bahsediyorum.

(Gülüşmeler)

Siz kimden bahsettiğimi sandınız?

Bakteriler de tıpkı insanlar gibi
topluluklar hâlinde yaşarlar.

Aileleri vardır,

konuşurlar

ve yapacaklarını planlarlar.

Tıpkı insanlar gibi kandırır, yanıltır

ve hatta bazıları birbirlerini aldatır.

Peki, size bakterilerin
konuşmalarını dinleyebileceğimizi

ve gizli bilgilerini dilimize
çevirebileceğimizi söylesem?

Peki ya bakteri konuşmalarını çevirerek
hayatlar kurtarabileceğimizi söylesem?

Doktoramı nanofizik üzerine yaptım

ve bakteri topluluklarına sızıp bize
ne iş çevirdiklerinin kayıtlarını verecek

gerçek zamanlı bir
çeviri aracı geliştirmek için

nanoteknolojiyi kullandım.

Bakteriler her yerde yaşar.

Toprakta, mobilyalarımızın üzerinde

ve bedenlerimizdedirler.

Aslında, bu salondaki bütün
canlı hücrelerin yüzde 90'ı bakteriyeldir.

Bazı bakteriler bizim için iyidir;

yiyecekleri sindirmemize
ve antibiyotik üretimine yardımcı olurlar.

Bazı bakteriler de kötüdür;

hastalıklara ve ölüme neden olurlar.

Bakterilerin sahip olduğu tüm
fonksiyonları düzenlemek için

organize olabilmeleri gerekir

ve bunu tıpkı biz insanlar gibi yaparlar:

İletişim kurarak.

Ama kelimeleri kullanmak yerine

birbirleriyle iletişim kurmak için
sinyal moleküllerini kullanırlar.

Az sayıda bakteri varsa

sinyal molekülleri, tıpkı çölde
yalnız kalmış bir adamın çığlığı gibi

dağılır gider.

Ama fazla sayıda bakteri varsa
sinyal molekülleri toplanır

ve bakteriler yalnız olmadıklarını
sezmeye başlar.

Birbirlerini dinlerler.

Bu şekilde kaç tane olduklarını

ve yeni bir eylem gerçekleştirebilecek
sayıda olup olmadıklarını takip ederler.

Sinyal molekülleri belirli bir
eşik değere ulaştıklarında

tüm bakteriler aynı anda, aynı şekilde
hareket etmeleri gerektiğini algılar.

Bu yüzden bakteriyel iletişim
bir etki, bir tepki,

bir molekül üretimi
ve bunun karşılığından oluşur.

Araştırmalarımda insan vücudundaki
bakteriyel topluluklarını

gizlice dinlemeye odaklandım.

Peki, bu nasıl işliyor?

Bir hastadan örnek alıyoruz.

Bu, kan veya tükürük numunesi olabilir.

Numunenin içine elektronlar fırlatıyoruz,

elektronlar mevcut iletişim
molekülleriyle etkileşir

ve bu etkileşim bize bakterinin kimliği,
gerçekleşen iletişimin türü

ve bakterinin ne kadar
konuştuğuyla ilgili bilgi verecektir.

Peki, bakteri iletişimi nasıl bir şeydir?

Çeviri aracını geliştirmeden önce

ilk varsayımım bakterilerin tıpkı
kelimeleri ve cümleleri oluşturamayan

bebekler gibi ilkel bir dile
sahip olacakları üzerineydi.

Güldüklerinde, mutlu;
ağladıklarında, mutsuz.

Bu kadar basit.

Ancak bakteriler hiç de
düşündüğüm gibi ilkel değillerdi.

Bir molekül yalnızca bir molekül değildir.

Bağlamda farklı anlamlara gelebilirler.

Tıpkı bebek ağlamasının
farklı anlamlara gelmesi gibi.

Bazen bebek aç olduğu içindir,

bazense altını ıslattığı

veya canı yandığı veya korktuğu içindir.

Ebeveynler bu ağlamaları
deşifre etmesini bilir.

Bu aletin başarılı olması da

sinyal moleküllerini deşifre edebilmesine

ve bağlama dayanarak
çevirebilmesine bağlıdır.

Kim bilir?

Belki Google Çeviri bunu
evlat edinmeye karar verir?

(Gülüşmeler)

Size bir örnek vereyim.

Eğer eğitimini almadıysanız
biraz karmaşık gelebilecek

bir bakteriyel veri getirdim.

Ama siz yine de bir göz atın.

(Gülüşmeler)

İşte hastamıza bulaşmış
mutlu bir bakteri ailesinin resmi.

Onlara Montague Ailesi diyelim.

Aynı kaynakları kullanıyorlar,
yeniden üretiyorlar ve büyüyorlar.

Bir gün, yeni bir komşuları oluyor.

Bakteri ailesi Capuletler.

(Gülüşmeler)

Birlikte çalışmaya devam ettikleri
sürece her şey yolunda.

Fakat ansızın hiç hesapta
olmayan bir şey gerçekleşir.

Romeo Montague ve Juliet Capulet
çıkmaya başlarlar.

(Gülüşmeler)

Pek tabii, genetik
materyallerini paylaşırlar.

(Gülüşmeler)

Şimdi bu gen transferi

hastadaki tek topluluk olmak isteyen
Montague Ailesi için tehlikeli olabilir

ve gen paylaşımı Capulet Ailesi'nin

antibiyotiklere karşı direnç
oluşturmasına neden olabilir.

Bu yüzden Montague'ler
bu molekülü salgılayarak

kendi içlerinde konuşmaya başlarlar.

(Gülüşmeler)

Alt yazıya ihtiyaç olacak.

[Hücum planı yapmalıyız.]

(Gülüşmeler.)

Hücum planı yapmalıyız.

Ardından buna hep birlikte

diğer aileyi öldürecek bir zehir
salgılayarak cevap sunarlar.

[Yok edin!]

(Gülüşmeler)

Capulet Ailesi de buna cevap olarak
bir karşı saldırı düzenler.

[Hücum!]

Ve savaşırlar.

Bu gördüğünüz video
birbirlerini kılıçvari organelleri ile

kesip biçerek öldürmeye çalışan
gerçek bakterilerin savaşını gösteriyor.

Kimin ailesi bu savaşı kazanırsa
o baskın bakteri haline gelir.

Yani benim hedefim, bakterileri
az önce gördüğünüz savaş gibi

farklı kolektif davranışlara iten
bakteriyel iletişimi saptamak.

Yaptığım şey de hastanedeki
hastaların vücudunda bulunan

bakteriyel toplulukların içine sızmaktı.

Geleneksel tanısal testin
sonuçlarını bilmeden

özel olarak bir enfeksiyon adına alınan
örnekleri test etmek üzere

62 hastayı bir deney süresince izledim.

Bakteri teşhislerinde hastadan alınan
örnek bir plakada bekletilir

ve eğer ki bakteri 5 gün
içerisinde çoğalırsa

hastanın enfeksiyon
kapmış olduğu tanılanır.

Çalışmayı tamamlayıp aletten
elde ettiğim sonuçları

geleneksel tanısal testin sonuçları
ile karşılaştırdığımda

şoka uğradım.

Beklediğimden çok daha hayret edilesiydi.

Ama size aletin sonuçlarından bahsetmeden

izlediğim hastalarımdan
birinden bahsedeceğim:

genç bir kızdan.

Kistik fibrozis adında,

ciğerlerinin enfeksiyonlara duyarlı
olmasına neden olan bir hastalığı vardı.

Bu kız klinik çalışmanın
bir parçası değildi.

Onu, daha önce bir enfeksiyon
yaşamamış olduğunu

hasta geçmişinden bildiğim için izledim.

Ayda bir kez, öksürerek bir kaba tükürdüğü

balgam örneğini vermek için
hastaneye gelirdi.

Bu örnek de bakteriyel analiz amacıyla

bir enfeksiyon bulunması durumunda

doktorların erken teşhisi için
merkez laboratuvara transfer edilirdi.

Bu durum aletimi onun örneklerinde de
test etmemi sağladı.

Örneklerini ölçümlediğim ilk 2 ay boyunca
bir sonuca ulaşamadım.

Ama üçüncü ayda

örneğinde bir çeşit bakteriyel
konuşma saptadım.

Bakteriler akciğer dokusuna
zarar vermeyi planlıyordu.

Geleneksel tanı yöntemi ise hiçbir
bakteri izi göstermiyordu.

Bir sonraki ay yaptığım ölçümlerde ise

bakteriyel konuşmaların daha da saldırgan
bir hale büründüğünü gördüm.

Yine de, geleneksel
tanı yöntemi tertemizdi.

Çalışmam sonuçlandı ancak 6 ay sonra
sadece benim bildiğim bakteri

herhangi bir tıbbi yardım gerçekleşmeden
kaybolmuş mu görmek adına

son durumunu kontrol ettim.

Kaybolmamıştı.

Ancak kıza ölümcül bakterilerin yol açtığı
ciddi bir enfeksiyon tanısı koyulmuştu.

Aletimin daha önceden
keşfettiği bakteriydi.

Ağır antibiyotik tedavisine rağmen

enfeksiyondan kurtulmak imkansızdı.

Doktorlar, kızın 20'lerinin sonunu
göremeyeceğini söylüyordu.

Kızın örneklerini ölçümlediğimde

aletim henüz test aşamasındaydı.

Metodumun çalışıp çalışmadığından
bile emin değildim

bu yüzden tedavilerini zayıflatmamak için

aletimin sonuçlarını paylaşmamak
adına doktorlarla anlaştım.

Henüz onaylanmamış
bu sonuçları gördüğümde

söylemeye cesaret edemedim

çünkü enfeksiyonu olmayan
bir hastaya tedavi uygulamanın

hasta için de negatif getirileri vardır.

Fakat şimdi daha bilinçliyiz

ve kurtarabileceğimiz bir sürü
genç kız ve erkek var

çünkü ne yazık ki,
bu durum oldukça yaygın.

Hastalar enfeksiyona yakalanır,

bakteri nasılsa geleneksel
tanısal testte görünmez

ve aniden, enfeksiyon
ağır semptomlarla hastada belirir.

Zaten o noktada, artık çok geçtir.

İzlediğim 62 hastadan
elde ettiğim şaşırtıcı sonuçta,

aletimin geleneksel tanı metodunun

negatif olarak tanı koyduğu hastaların

yarısından fazlasında
bakteriyel konuşmalar saptamasıydı.

Bir başka deyişle,
hastaların yarısından fazlası

tehlikeli bakteriler taşırken

evlerinde enfeksiyon sahibi
olmadıklarını düşünüyordu.

Bu yanlış teşhis koyulmuş
hastaların içinde ise

bakteriler senkronize
bir saldırı düzenliyordu.

Kendi aralarında fısıldaşıyorlardı.

"Fısıldayan bakteriler" dediklerim,

geleneksel metodun teşhis edemedikleri.

Şimdiye kadar fısıldaşanları yakalamayı
başaran şey ise yalnızca bu çeviri aleti.

Bakterileri tam bu fısıldaşma
aşamasında belirlemenin,

hedeflenen tedavi için bir fırsat
olduğuna inanıyorum.

Eğer o kız bu fırsat ile tedavi edilseydi

bakteri henüz başlangıç aşamasındayken
ve enfeksiyon ilerlemeden

ondan kurtulmak mümkün olabilirdi.

Genç kızla yaşadıklarım sayesinde
hastanenin teknolojiyi kabul etmeleri için

elimden geleni yapmaya karar verdim.

Doktorlarla birlikte

enfeksiyonların erken teşhisi adına

kliniklerde bu aletin
uygulanması için çalışıyorum.

Doktorların fısıldama evresinde
hastalarını nasıl tedavi edecekleri

henüz tam bilinmemekle beraber,

bu alet tehlikedeki hastaları ile daha
yakından ilgilenmelerine yardım edecektir.

Tedavinin faydalı olup olmadığı
ve basit soruların cevaplanması

konusunda yardımcı olabilir:

Hasta enfeksiyon kapmış mı?

Bakterilerin amacı ne?

Bakteriler konuşur,

gizli planlar yaparlar

ve aralarında gizli bilgiler paylaşırlar.

Onları fısıldaşırken yakalamanın dışında,

gizli dillerini öğrenebilir

ve kendi bakterilerimize
fısıldar hale gelebiliriz.

Bir bakterinin de diyeceği gibi:

"3-oksi-C12-anilin"

(Gülüşmeler)

(Alkışlar)

Teşekkür ederim.