Atopik Dermatit Hastalığında Yaygın Olan S. Aureus Ve Mrsa Enfeksiyonlarının Tedavisine Yönelik Yenilikçi Antimikrobiyal Peptitlerin Geliştirilmesi

Çelikbıçak Ö., Yet İ., Şardan Ekiz M., Karaaslan İ. Ç. (Yürütücü)

TÜBİTAK - AB COST Projesi , 2023 - 2026

Proje Türü: TÜBİTAK - AB COST Projesi
Başlama Tarihi: Mart 2023
Bitiş Tarihi: Ocak 2026

Proje Özeti

Atopik dermatit (AD); kronik, kompleks bir inflamatuvar deri hastalığıdır. Bu hastalık, sıklıkla tekrarlayan, kuru eritematöz lezyonlar ve yoğun kaşıntı ile karakterizedir. AD’nin temel tedavisi, deri bariyer bütünlüğündeki bozulmayı düzeltmek için kullanılan topikal nemlendiriciler ile deride oluşan inflamasyon için kullanılan topikal kortikosteroid ve topikal kalsinörin inhibitörlerinden oluşmaktadır.

Sağlıklı deride mikrobiyomun büyük kısmını yararlı Staphylococcus bakterileri oluşturur. Bu bakteriler, deri T-hücresi gelişimi düzenlenmesinde rol oynarlar; kutanöz inflamasyonun inhibisyonu ve antimikrobiyal peptit (AMP) üretimi yoluyla deri enfeksiyonlarının engellenmesinde söz sahibidirler. Staphylococcus aureus ise fırsatçı patojendir. Sağlıklı bireylerle kıyaslandığında, AD’li hastaların %90’ından fazlasında S.aureus kolonizasyonu olduğu bildirilmiştir. S.aureus kolonizasyonu olan AD hastalarının %11-34’ünde ise Metisilin-dirençli S. aureus (MRSA) enfeksiyonu tespit edilmiştir ve MRSA enfeksiyonu sağlıklılara kıyasla AD hastalarında 4-13 kat fazla oranda görülmüştür. MRSA enfeksiyonu AD hastalarında alevlenmeye ve diğer enfeksiyonlara neden olarak kısır döngüye yol açmaktadır. Ayrıca, MRSA enfeksiyonu bulunan AD hastalarında topikal antiinflamatuar ajanlara olan yanıtın düşük olduğu raporlanmıştır. Bu durum, AD’li bireylerde MRSA enfeksiyonunun büyük bir sorun olduğuna işaret etmektedir.

AMP’ler, bazı immün hücreler ve adipositler tarafından üretilen immün savunma molekülleridir. AMP’ler bakteri, virüs ve funguslara karşı antimikrobiyal aktivite gösterirler. Memeli derisinde katelisidinler ve defensinler olmak üzere iki temel AMP sınıfı bulunmaktadır. İnsanda beta-defensinler ve katelisidin, deri epitelinde mikroorganizmalara karşı doğal savunmanın ilk hattını oluşturmaktadırlar. Deride bulunan diğer bir AMP grubu olan dermsidinler ise bakterileri öldürmek için kendisini bakteriyel sitoplazmik membranlara entegre edebilen bir peptit iyon kanalıdırlar. Günümüze kadar insanda tanımlanmış tek katelisidin, LL-37’dir. LL-37, anti-stafilokokal aktiviteye sahiptir. Fakat S.aureus tarafından üretilen bazı enzimler, bu aktiviteyi inhibe etmektedir. Bu bakterilerin insan defensinlerine karşı direnç gösterdiği bilinmektedir. Ayrıca katelisidin ve defensinler, MRSA’ya karşı, S.aureus’a karşı olduklarından, daha az etkilidirler.

AMP'ler, geniş spektrumlu antibakteriyel aktiviteleri ve antibiyotik direnci konusunda bilinen antibiyotiklerden üstün olmaları nedeniyle geleneksel terapötiklere umut verici bir alternatif sunarlar. Günümüzde, farklı hastalıklarda kullanılmak üzere, XF-73 gibi Faz II, LTX109 gibi Faz III ve Bacitracin gibi Faz IV aşamasına geçmiş 40’tan fazla AMP geliştirilmiştir. Genellikle, çeşitli bulaşıcı ajanlara karşı farklı AMP'ler üzerinde yürütülen kapsamlı araştırmalar incelendiğinde, peptit bazlı ticari ilaç formülasyonları gelecek vaat etmektedir. Başarılı aktivitelerine rağmen, çok sayıda AMP, henüz klinik deney engelini aşamamıştır. Maksimum terapötik etki sağlamak için daha iyi AMP formülasyon stratejileri gereklidir. Bugün piyasada deri mikrobiyomuna zarar vermemek üzere geliştirilmiş bir ürün bulunmamaktadır. Bu projede, Atopik dermatit (AD) hastalarında S. aureus ve MRSA enfeksiyonlarının tedavisine en iyi şekilde yardımcı olabilecek, daha önce kullanılan antibiyotiklere üstünlük sağlayacak, tamamen grubumuz tarafından tasarlanan yeni sentetik AMP’lerin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu yeni peptitlerin tasarımında, insan derisinde bulunan doğal AMP’lerin modifiye edilmesi, peptidin özellikle MRSA ve S.aureus bakterilerine karşı antimikrobiyal etki göstermesi, deri mikrobiyomunu oluşturan en önemli bakterilerden S.epidermidis bakterisine karşı nispeten düşük antimikrobiyal aktivite göstermesi, S. aureus enzimlerine karşı stabilitesini koruyabilmesi amaçlanmıştır.

Proje kapsamında, lezyonal AD hastalarında oluşan ciddi bakteri enfeksiyonlarının (S.aureus, MRSA) tedavisinde kullanılmak üzere yenilikçi ilaç olarak değerlendirilen yirmi adet yeni AMP’nin in siliko tasarımları ve sentezilerinin yapılması planlanmaktadır. Öncelikle in vitro ortamda, peptitlerin, S.aureus, MRSA ve S.epidermidis bakterileri üzerindeki antimikrobiyal ve anti-biyofilm etkilerine ve hasar mekanizmalarına bakılacaktır. Bakteri deneylerinin devamında hücre ve hayvan deneyleri tamamlanacaktır. Hücre deneyleri kapsamında AMPlerin insan keratinositleri üzerindeki (hücre hattı ve primer hücreler) sitotoksik etkileri, hücre kültürü çalışmalarıyla gösterilecektir. Ayrıca, sentetik peptitlerin proteazlara ve AMP’lerin etkilerini azaltan/yok eden S.aureus enzimlerine karşı stabiliteleri incelenecektir. Projede in vivo deneyler kapsamında AD fare modeli oluşturularak uygun peptitlerin topikal uygulama ile fare modeli üzerindeki etkileri değerlendirilecektir. İn vitro ve in vivo çalışmalar sonucunda başarılı bulunan yeni sentetik AMP’lerin, AD şiddetini artıran şiddetli bakteri enfeksiyonlarının tedavisinde topikal yenilikçi ilaç olarak kullanılmaları hedeflenmektedir. Böylece AD’li hastaların derisinde deri mikrobiyomuna en az derecede zarar verecek, hastalık sırasında ortaya çıkabilecek bakteri enfeksiyonlarını giderebilecek yeni bir antimikrobiyal ilaç ile hastanın yaşam kalitesi de yükseltilecektir.