© Divers collecting leaves of Neptune grass (Posidonia oceanica) in the bay of Calvi in Corsica, (c) Christian Jogler
© Prof. Dr. Christian Jogler moved to the University of Jena just a few weeks ago. Here he holds the professorship for microbial interaction, (c) Anne Günther / FSU
© Leaves of the Giant Cane (Macrocystis pyrifera) off the coast of Monterey Bay, California. (c) Christian Jogler
© Neptungras (Posidonia oceanica) off the coast of Corsica. On this plant particularly many Planctomyceten were found, (c) Christian Jogler
Antibiotica uit de zee
November 21, 2019
Onderzoeksteam ontsluit bron voor nieuwe antibiotica
Het team rond Prof. dr. Christian Jogler van de Friedrich-Schiller-Universiteit Jena is erin geslaagd enkele tientallen tot nu toe verwaarloosde mariene bacteriën in het laboratorium te kweken en functioneel te karakteriseren, waardoor ze toegankelijk zijn geworden voor systematische screening. Eerste analyses en celbiologische observaties wijzen op een potentieel voor de productie van nieuwe antibiotica.
Zowat driekwart van alle klinisch relevante antibiotica zijn natuurlijke producten - geproduceerd door bacteriën. Maar de antibiotica die nu beschikbaar zijn, verliezen hun effectiviteit en steeds meer ziekteverwekkers zijn er resistent tegen. Nieuwe antibiotica zijn dringend nodig. Momenteel is echter minder dan één procent van de bekende bacteriesoorten beschikbaar voor het zoeken naar geneesmiddelen, de overige 99 procent wordt beschouwd als "ongecultiveerd" en wordt daarom nauwelijks onderzocht.
Het vermogen om antibiotica te produceren is niet gelijkmatig verdeeld over bacteriën. "Het is vooral te vinden bij micro-organismen met complexe levenswijzen, een ongebruikelijke celbiologie en grote genomen", legt prof. dr. med. Christian Jogler uit. "Zulke organismen produceren antibiotische verbindingen en gebruiken deze in de strijd om voedingsstoffen en leefgebieden tegen andere bacteriën", vervolgt de microbioloog. "Overal waar een dergelijke microbiologische verspreidingsstrijd plaatsvindt en voedingsstoffen schaars zijn - gaan we ervan uit dat dit een veelbelovende plek is om te zoeken naar potentiële antibioticaproducenten."
Dit is precies wat Prof. Jogler en zijn team hebben gedaan: met duikrobots en wetenschappelijke duikers hebben ze op in totaal tien locaties in zee gezocht naar zogenaamde Planctomyceten. "We weten dat Planctomyceten in gemeenschappen leven met andere micro-organismen en met hen concurreren om habitat en voedingsstoffen," zegt Jogler, en legt uit waarom deze groep bacteriën interessant is voor onderzoekers. Uit de monsters uit de Middellandse Zee, de Noordzee, de Oostzee, de Zwarte Zee, de Atlantische Oceaan, de Stille Oceaan en de Noordelijke IJszee konden de wetenschappers in totaal 79 nieuwe Planctomyceten in zuivere kweek brengen. "Samen vormen deze reinculturen 31 nieuwe geslachten en 65 nieuwe soorten," voegt Dr. Sandra Wiegand, eerste auteur van het onderzoek, toe.
Om de nieuw verkregen reinculturen te karakteriseren werden bio-informatische en microscopische methoden gebruikt. "De bio-informatica analyse was holistisch opgezet. De resultaten van deze analyses laten zien dat de nieuw ontdekte Planctomyceten een uitzonderlijk complexe levensstijl hebben en de potentie hebben om nieuwe antibiotica te produceren," zegt Dr. Wiegand. Veel aspecten van hun huidige werk zullen volgens de auteurs van het onderzoek worden overgedragen op andere potentiële antibioticaproducenten.