2017’den bu yana, ABD genelinde yaygınlaşan özellikle tehlikeli bir E. coli O157:H7 suşu birçok salgına, ciddi hastalıklara ve ölümlere yol açtı. Diğer suşlar gibi kontamine olmuş yapraklı yeşillikler ve dana eti yoluyla bulaşsa da, bu yeni tür aynı zamanda eğlence amaçlı kullanılan sularda da yayılıyor. Bugüne kadar 46 eyalette yüzlerce kişi enfekte oldu ve en az dokuz farklı salgın tespit edildi. 2018’de marul kaynaklı bir salgın, 37 eyalette 200’den fazla kişiyi etkiledi, beş kişinin ölümüne ve 26 kişide ciddi bir böbrek yetmezliği tablosu olan hemolitik üremik sendroma neden oldu.
Şimdi, ABD Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezleri (CDC) tarafından yapılan kapsamlı bir genetik analiz, bu suşun yükselişinin ardında bakterinin moleküler silahlarından birinde meydana gelen küçük bir mutasyon olabileceğini öne sürüyor. Emerging Infectious Diseases dergisinde yayımlanan bu bulgu, klinik açıdan önemli bu patojenin nasıl bu kadar etkili hale geldiğine dair değerli bilgiler sunarken, bakterinin gelişmiş saldırı mekanizmalarına da ışık tutuyor.
Mutasyon, bakterinin karmaşık saldırı sistemlerinden biri olan Tip 3 Salgı Sistemi’nde (T3SS) görev alan bir proteinde meydana geldi. Bu sistem, bir şırınga gibi çalışan moleküler bir mekanizmadır: Uzun bir iğne benzeri yapı aracılığıyla konak hücreye bağlanır ve içine çok sayıda “efektör” adı verilen saldırgan protein enjekte eder. Bu proteinler, konak savunma sistemini etkisiz hale getirmek ve bakterinin yerleşimini kolaylaştırmak için hücre içi hedeflere saldırır.
CDC araştırmacılarının dikkatini çeken mutasyon, bu efektör proteinlerden biri olan EspW’de tespit edildi. Önceki araştırmalar, EspW’nin bakteri istilası sırasında konak hücre yapısını desteklediğini, hücrenin kasılmasını engelleyerek bakterinin hücreye tutunmasına yardımcı olduğunu göstermişti. Bitki patojeni Pseudomonas syringae’deki benzer bir protein olan HopW1, konak hücre yapısını bozarak enfeksiyona karşı gösterilecek direnci azaltıyor.
Küçük Değişiklik, Büyük Etki
Araştırmacılar, 729 REPEXH01 adlı yeni E. coli suşunu, 2.027 diğer O157:H7 izolatıyla karşılaştırarak EspW’deki mutasyonu belirlediler. REPEXH01 örneklerinin neredeyse tamamında (iki belirsiz örnek hariç) EspW geninde tek bazlık bir delesyon (adenin kaybı) tespit edildi. Buna karşılık bu mutasyon diğer suşlarda yalnızca %4’ten az bir oranda mevcuttu. Bu, mutasyonun REPEXH01 suşuna özgü genetik bir imza olabileceğini ve bu değişikliğin suşa avantaj sağlamış olabileceğini düşündürüyor.
Şimdilik bu avantajın ne olduğu net değil. Ancak tek bir DNA bazının silinmesi, EspW protein dizisinde çerçeve kaymasına neden olarak ya daha kısa ya da yapısal olarak farklı proteinlerin üretilmesine yol açabilir. Bu da proteinin işlevinin azalması anlamına gelir.
Araştırmacılar, EspW’nin bitkilerde bağışıklık tepkisine yol açarak yaprakların üzerindeki stomaların kapanmasına neden olabileceğini, bu durumun da bakterinin bitkiye girişini engelleyebileceğini öne sürüyor. Dolayısıyla, EspW’nin işlevselliğini azaltan bir mutasyon, bakterinin bitkiye daha kolay girmesine yardımcı olabilir. Alternatif olarak, HopW1 gibi davranan EspW, bitki dokularında daha ciddi enfeksiyonlara neden olup bu yaprakların hasat edilme ihtimalini azaltabilir. Bu sayede, enfekte olmuş ürünlerin insanlara ulaşma ihtimali artar.
Sonuç olarak, bu mutasyonun etkilerini daha net anlamak için ek araştırmalara ihtiyaç var. CDC araştırmacıları, “Bu tek baz çiftlik mutasyonun, suşun yapraklı sebzeler üzerindeki kolonizasyonu ve hayatta kalması üzerindeki rolü, değerli bilgiler sağlayabilir” değerlendirmesinde bulunuyor.
