İNSAN GENOM SERİSİ 3- Veba

İNSAN GENOM SERİSİ 3- Veba

İNSAN GENOM SERİSİ 3- Veba
(Antik Roma kalıntıları. Görsel Kaynağı: Rudy Balasko/Shutterstock)

Giriş

Yersinia pestis tarafından ortaya çıktığı kesin olarak bilinen ilk pandemi Antik Roma’da meydana gelen Justinian Vebası’dır. Muhtemelen MS. 532 civarında Kuzey Afrika’da ortaya çıkıp Orta Doğu ve Akdeniz bölgelerine yayılmıştır. İlerleyen yıllarda Konstantinapoli (İstanbul), Yunanistan, İtalya, Fransa, Almanya ve Güney Asya’ya da ulaşmıştır.

Antik Roma’da hastalıkların çoğu zoonozdu ve bu hastalıklar genelde ölümcüldü. Justinian Vebası da hijyen, beslenme, demografi ve insan-hayvan ilişkilerinde dikkatsizlik yüzünden açığa çıkmıştır. Kıtlık, fareler ve gemiler aracılığıyla hastalık şehre daha hızlı yayılmıştır. Çoğu Romalı kalabalık bölgelerde yaşadığı için kontamine su, çöp ve pislik yaygındı ve bu hastalıkların yayılmasını daha kolay hale getiriyordu. Etoburlar, kemirgen ve kuşlar da bakteriyi taşıyordu.

İkinci pandemi ise Kara Ölüm olarak bilinen Ortaçağ Vebası’dır. 1332(?)-1342 yılları arasında muhtemelen Himalayalar’dan 3 büyük ticari yol aracılığıyla yayılmıştır. Avrupa’da bu pandeminin ilk aşaması 1347-1352 yıllarında olmuştur. İtalya, Fransa ve Yunanistan gibi ülkelere gemiler aracılığıyla Doğu Akdeniz’den yayılmıştır. Veba o dönem bilinen tüm toplumlara yayılmıştır.

Üçüncü pandemi ise 1855 civarı muhtemelen Çin’in Yunnan bölgesinde ortaya çıkıp Çin sahili boyunca yayılmıştır. 1894’te de Canton bölgesine ulaşmıştır. Sonra Japonya, Hindistan, İran, Pakistan, Güney Afrika, Güney Amerika ve Kuzey Amerika’nın batısına kadar yayılmıştır. Bu pandemide rol alan bakterinin ismine, bu bakteriyi keşfeden kişi olan Fransız Alexandre Yersin’in soyadı verilmiştir. Dolayısıyla bakterinin adı Yersinia pestis olarak kabul edilmiştir.

(Tiber Nehri. Görsel Kaynağı: muratart/Shutterstock, ID: 1696033054)

Y. Pestis

Veba bakterisi olarak bilinen Y. pestis, Enterobacteriaceae ailesine mensup gram negatif, hareketsiz ve spor oluşturmayan bir kokobasildir. Giemsa, Wright ve Wayson boyama tekniklerinde bipolar (çift renkli) boyanır. Optimum sıcaklığı 28-30 derecedir ancak geniş bir sıcaklık aralığında yaşayabilir. Yaşadığı pH aralığı 5-9.6’dır. 40 derece üstünde, UV ışığında ve çok kuru ortamda hemen ölmektedir. Ancak birçok dış membran proteinine ve proteaz Pla (pPla) gibi pek çok virülans faktöre sahiptir ve bunlar konak hücrenin doğal bağışıklığına karşı dirençli olmasını sağlar.

Dört biyovarı bulunur. Bunlar Antiqua, Mediavalis, Orientalis ve Microtus’tur. İlk ve son bulunan biyovarları sırayla Antiqua ve Microtus’tur. Aralarındaki fark gliserol fermentasyonu ve nitratın nitrite dönüşmesi üzerinedir. Antiqua, bu iki özelliğe de sahiptir. Orientalis, nitratı nitrite dönüştürür ama gliserolü fermente etmez. Mediavalis, gliserolü fermente eder ancak nitratı nitrite dönüştürmez. Microtus ise Mediavalis ile benzer özellikler taşır ve arabinoz kullanmaz.

Konak canlılar arasında kemirgenler, primatlar, böcekler ve insanlar bulunur. Pireler ile taşınabilir. Bakterinin en immunojenik proteini Fraksiyon 1 (F1) kapsül antijeni, tespit için kullanılır. En çok kullanılan tanı testleri pasif hemaglutinasyon ve hemaglutinasyon inhibisyon testleridir. İdrar test şeritleri sahada en sık kullanılan tespit yöntemidir. PCR’de enterobakterilerin tespiti için Dış Membran Proteini A (OmpA) geni hedef alınır. Vebanın tedavisi antibiyotik kullanımı, solunum cihazı ve intravenöz sıvı aktarımıdır. Henüz aşısı yoktur ancak F1 ve LcrV (Low Calcium Response V) antijenleri aşı çalışmaları için hedeftir.

(Bazı virüs ve bakteriler. Görsel Kaynağı: Babich Alexander/Shutterstock, ID: 1723204024)

Y. pestis yaklaşık 6000 yıl önce Y. pseudotuberculosis’ten türemiştir. Bunun sebepleri virülans ilişkili pde3 geninin inaktivasyonu ve pFra ve pPla plasmidlerinin edinimidir. Virülans faktörleri arasında en önemlisi dış membran proteinleridir (Yop’lar) ve Tip 3 Sekresyon Sistemi’yle (T3SS) konak hücreye direkt girebilirler. Fagositoza ve konak hücrenin doğal bağışıklığına karşı koyar. T3SS Y. pestis’in plasmidinde kodlanır. Bu özellik Y. pseudotuberculosis ve Y. enterocolitica’da da bulunur.

Y. pestis fagositozu engellemek için o hücrenin Rho GTPaz’larını inhibe eder ve aktin hücre iskeletini bozar. Proinflamatuvar sitokinleri etkisiz hale getirir ve çeşitli mekanizmalarla hücre ölümünü indükler. Yop’lar sadece Y. pseudotuberculosis ve Y. enterocolitica üzerinde çalışılmış olup Y. pestis üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Bu mekanizmalar arasında şunlar bulunur:

1- Tirozin Fosfataz YopH bağışıklık hücrelerinin fokal adezyon proteinlerini defosforile eder.

2- YopE, GTPaz aktive eden proteinlere (GAP) benzeyerek konak hücre Rho GTPaz’larını inhibe eder.

3- Sistein Proteaz YopT konak hücre membranına bağlı Rho GTPaz’ları hücre zarından koparır.

4- YopJ bir asetiltransferazdır ve mitojenle aktive olan protein kinazı (MAPK) ve Nükleer Faktör-kB (NF-kB) sinyal yolunu bloke eder. Dolayısıyla proinflamatuvar sitokinlerin artmasını engeller.

(Y. pestis. Görsel Kaynağı: Kateryna Kon/Shutterstock, ID: 1325119016)

5- Serin/Treonin kinaz YpkA, aktin düzenleyici proteinleri hedef alır ve Guanin Nükleotid Ayrışma İnhibitörü (GDI) bölgesi sayesinde Rho GTPaz’ları inaktif tutar.

6- YopM Kaspaz-1’e bağlanarak inflamazom birleşimini ve aktivasyonunu önler. IL-10 mRNA seviyesini değiştirerek nükleomodulin gibi davranır. Aynı zamanda bir E3 Ubikitin Ligaz’dır ve NLRP3’ü hedef alarak konak hücre nekrozunu tetikler.

7- YopK bir virülans ilişkili faktördür ve diğer Yop’ların konak hücreden bakteriye geri geçiş hızını modüle eder.

Bubonik vebaya yakalanan fare ve sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalarda Y. pestis’in Ail dış membran proteini bakteriyi komplement sisteminden korumuştur. Ancak Y. pestis’in aksine Y. pesudotuberculosis ve Y. enterocolitica’nın konak hücreyi ele geçirmesi için Ail proteinine ihtiyaçları olmayabilir.

Bilgi Kaynakçası

  1. ScienceDirect. Victor Briones, Marta Perez-Sancho. “Was ancient Rome the perfect environment for zoonoses transmission?” Travel Medicine and Infectious Disease. 38. Kasım-Aralık 2020. Doi: https://doi.org/10.1016/j.tmaid.2020.101740
  2. ScienceDirect. Björn P. Zietz, Hartmut Dunkelberg. “The history of the plague and the research on the causative agent Yersinia pestisInternational Journal of Hygiene and Environmental Health. 207:(2), 165-178. 2004. Doi: https://doi.org/10.1078/1438-4639-00259
  3. ScienceDirect. Jae-Llane Ditchburn, Ryan Hodgkins. “Yersinia pestis, a problem of the past and a re-emerging threat” Biosafety and Health. (1):2, 65-70. Eylül 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.bsheal.2019.09.001
  4. ScienceDirect. Demeure et al.. “Yersinia pestis and plague: an updated view on evolution, virulence determinants, immune subversion, vaccination and diagnostics” Microbes and Infection. 21:(5-6), 202-212. Haziran-Temmuz 2019. Doi: https://doi.org/10.1016/j.micinf.2019.06.007
  5. NCBI. Hinnebusch et al.. “Role of the Yersinia pestis Ail Protein in Preventing a Protective Polymorphonuclear Leukocyte Response during Bubonic Plague” Infection and Immunity. 79(12): 4984-4989. Aralık 2011. Doi: https://dx.doi.org/10.1128%2FIAI.05307-11
  6. ScienceDirect. Zhang et al.. “Invasiveness of the Yersinia pestis ail protein contributes to host dissemination in pneumonic and oral plague” Microbial Pathogenesis. 141. Nisan 2020. Doi: https://doi.org/10.1016/j.micpath.2020.103993
  7. ScienceDirect. Chen et al.. “Homology analysis and cross-immunogenicity of OmpA from pathogenic Yersinia enterocolitica, Yersinia pseudotuberculosis and Yersinia pestis” Molecular Immunology. 68:(2)-A, 290-299. Aralık 2015. Doi: https://doi.org/10.1016/j.molimm.2015.09.016

Görsel Kaynakçası

  1. Rudy Balasko/Shutterstock
  2. muratart/Shutterstock, ID: 1696033054
  3. Babich Alexander/Shutterstock, ID: 1723204024
  4. Kateryna Kon/Shutterstock, ID: 1325119016

Yazar: Aylin Ayşe Dinç

İstanbul Okan Üniversitesi İngilizce Tıp Fakültesi dönem 2 öğrencisiyim. Liseden beri çeşitli makale yazma deneyimlerim oldu. Şu anda genetik alanında yazıyorum.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.