Antybiotyki z morza

November 21, 2019 Zespół badawczy otwiera źródło nowych antybiotyków

Zespołowi skupionemu wokół prof. dr Christiana Joglera z Friedrich-Schiller-University Jena udało się wyhodować i funkcjonalnie scharakteryzować kilkadziesiąt dotychczas zaniedbywanych bakterii morskich w laboratorium, dzięki czemu stały się one dostępne do systematycznych badań przesiewowych. Wstępne analizy i obserwacje biologiczne komórek wskazują na potencjał do produkcji nowych antybiotyków.

Prawie trzy czwarte wszystkich klinicznie istotnych antybiotyków to produkty naturalne - wytwarzane przez bakterie. Jednak dostępne obecnie antybiotyki tracą swoją skuteczność, coraz więcej patogenów jest na nie opornych. Pilnie potrzebne są nowe antybiotyki. Jednak obecnie mniej niż jeden procent znanych gatunków bakterii jest dostępnych do poszukiwania leków, pozostałe 99 procent jest uważane za "nieuprawiane" i dlatego są prawie niezbadane.

Zdolność do produkcji antybiotyków nie jest równomiernie rozłożona wśród bakterii. "Przede wszystkim można ją znaleźć u mikroorganizmów o złożonych sposobach życia, nietypowej biologii komórkowej i dużych genomach", wyjaśnia prof. dr hab. med. Christian Jogler. "Takie organizmy wytwarzają związki antybiotyczne i wykorzystują je w walce o składniki odżywcze i siedliska przeciwko innym bakteriom" - kontynuuje mikrobiolog. "Wszędzie tam, gdzie występują takie mikrobiologiczne walki dystrybucyjne, a składniki odżywcze są rzadkie - zakładamy, że jest to obiecujące miejsce do poszukiwania potencjalnych producentów antybiotyków."

Dokładnie to zrobił prof. Jogler i jego zespół: za pomocą robotów nurkujących i nurków naukowych poszukiwali tak zwanych Planctomycetes w łącznie dziesięciu lokalizacjach w morzu. "Wiemy, że Planctomycetes żyją w społecznościach z innymi mikroorganizmami i konkurują z nimi o siedliska i składniki odżywcze" - mówi Jogler, wyjaśniając powód, dla którego ta grupa bakterii jest interesująca dla naukowców. Na podstawie próbek z Morza Śródziemnego, Morza Północnego, Morza Bałtyckiego, Morza Czarnego, Oceanu Atlantyckiego, Pacyfiku i Oceanu Arktycznego naukowcy byli w stanie wprowadzić do czystej kultury łącznie 79 nowych Planctomycetes. "Razem te czyste kultury tworzą 31 nowych rodzajów i 65 nowych gatunków" - dodaje dr Sandra Wiegand, pierwsza autorka badania.

Aby scharakteryzować nowo uzyskane czyste kultury, zastosowano metody bioinformatyczne i mikroskopowe. "Analiza bioinformatyczna została zaprojektowana holistycznie. Wyniki tych analiz pokazują, że nowo odkryte Planctomycetes mają wyjątkowo złożony styl życia i potencjał do produkcji nowych antybiotyków" - mówi dr Wiegand. Wiele aspektów ich obecnej pracy, według autorów badania, zostanie przeniesionych na innych potencjalnych producentów antybiotyków.