Ant vabzdžių gyvenančios bakterijos galėtų suteikti naujų antibiotikų
Daugelis šiuo metu naudojamų antibiotikų atsirado iš dirvožemyje gyvenančių bakterijų. Naujausi tyrimai atskleidžia, kad ant vabzdžių gyvenančios bakterijos gali būti veiksmingesnės kovojant su įprastais vaistams atspariais superblakais nei bakterijos iš dirvožemio.
Viskonsino-Madisono universiteto mokslininkai atliko didžiausią ir kruopščiausią ant vabzdžių gyvenančių mikrobų antibiotikų aktyvumo tyrimą.
Naujo tyrimo akcentas yra naujo antibiotiko atradimas Cyphomyrmex skruzdė, kuri yra Brazilijos rūšis, auginanti grybus. Tyrėjai pavadino junginį cifomicinu.
Laboratoriniai tyrimai parodė, kad cifomicinas gali kovoti su grybais, nugalėjusiais daugumą kitų antibiotikų. Junginys taip pat gydė pelių grybelinę infekciją, nesukeldamas toksinio šalutinio poveikio.
Neseniai Gamtos komunikacijos dokumente apie šias išvadas komanda paaiškina, kad naujų antibiotikų trūkumas prisideda prie didėjančios pasaulinės antibiotikams atsparių infekcijų grėsmės.
"Atlikdami mūsų sisteminį vertinimą, - pažymi autoriai, - mes parodome, kad vabzdžių mikrobiomos yra perspektyvus naujų natūralių produktų šaltinis."
Didėjanti atsparumo antibiotikams grėsmė
Atsparumas antibiotikams atsiranda, kai infekcinės bakterijos, grybai ir kiti patogenai nebepasiduoda vaistams, kurie juos naikino. Užtat jie ir toliau auga.
Dėl antibiotikams atsparių patogenų sukeltos infekcijos paprastai reikalauja ilgesnio buvimo ligoninėje ir didesnio gydytojų apsilankymų skaičiaus. Be to, gydymas paprastai turi didesnes išlaidas ir labiau toksišką šalutinį poveikį.
2018 m. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) paskelbė stebėjimo duomenis, kurie patvirtino pasaulinės grėsmės, kurią kelia atsparumas antibiotikams, rimtumą.
Duomenys rodo, kad visame pasaulyje kai kurios dažniausiai pasitaikančios infekcijos tampa atsparios vaistams.
Jungtinėse Valstijose Ligų kontrolės ir prevencijos centras (CDC) apskaičiavo, kad antibiotikams atsparios bakterijos kasmet užkrėsia mažiausiai 2 milijonus žmonių ir sukelia 23 000 mirčių.
Pagrindinis susirūpinimas dėl pasaulinės atsparumo antibiotikams krizės yra tas, kad naujų vaistų tipų ir skaičiaus, kurie bus parengti, nepakaks grėsmei įveikti.
PSO pakartojo savo perspėjimą apie tai 2017 m. Ataskaitoje. Pasaulinė agentūra pareiškė, kad dauguma iš 51 klinikoje kuriamų antibiotikų buvo „esamų antibiotikų klasių modifikacijos“ ir siūlys tik trumpalaikius sprendimus.
Lygiai tiek bakterijų vabzdžiuose, kiek dirvožemyje
Dauguma šiandien naudojamų antibiotikų rūšių yra kilę Streptomyces bakterijos - didelė gentis, kuri pradėjo vystytis maždaug prieš 400 milijonų metų.
Tuo laikotarpiu Streptomyces rūšių išsivystė ir prisitaikė prie skirtingų buveinių, tokių kaip dirvožemis ir vabzdžiai. Cheminių junginių, kuriuos gamina bakterijos, chemija atspindi jų skirtingas linijas.
Genetiniai tyrimai parodė, kad tik vienas kamienas Streptomyces gali sukelti dešimtys junginių, panašių į tuos, kurie jau naudojami kaip antibiotikai. Be to, bakterijose yra didžiulis skaičius „atitinkamų biosintetinių genų rinkinių“.
Dėl šių priežasčių mokslininkai intensyviai studijuoja Streptomyces bakterijos, tikėdamiesi, kad atras naujų vaistų kovai su atsparumu antibiotikams.
Tačiau naujojo tyrimo autoriai nurodo, kad naujų antibiotikų ieškoma dirvožemyje Streptomyces „Iš naujo atrasti žinomus junginius“. Jie taip pat pažymi, kad jokiuose tyrimuose nebuvo sistemingai ieškoma mikrobiomų. Taigi, jie nusprendė sutelkti dėmesį Streptomyces vabzdžiuose.
Jie surinko daugiau nei 2500 vabzdžių rūšių, pradedant skruzdėlėmis, bitėmis ir musėmis, baigiant vabalais, kandimis, drugeliais ir kt. Maždaug trečdalis atkeliavo iš vidutinio klimato regionų, dar trečdalis - iš tropikų, o likusi dalis - iš šaltesnių vietovių, pavyzdžiui, Arkties.
Tyrėjai pažymi, kad, priešingai nei „vyraujanti prielaida“ Streptomyces rūšių daugiausia dirvožemyje, jų išvados rodo, kad bakterijų yra tiek pat ir vabzdžiuose.
Vabzdžių bakterijos yra galingesnės
Iš vabzdžių buvo tiriama daugiau nei 10 000 bakterijų padermių. Mokslininkai taip pat ištyrė 7000 padermių, gautų iš dirvožemio ir augalų.
Po to buvo atlikta labai galinga, intensyvi bandymų dalis, iš viso apimanti daugiau nei 50 000 bandymų.
Komanda išbandė, kaip gerai kiekviena padermė Streptomyces sugebėjo sustabdyti 24 skirtingų rūšių gemalų augimą, įskaitant tuos, kurie gali sukelti rimtą žalą, pvz., meticilinui atsparų superblaką Staphylococcus aureus (MRSA).
Rezultatai tai parodė Streptomyces vabzdžių atmainos galėjo stipriau kovoti su infekcinėmis bakterijomis ir grybais nei iš dirvožemio ar augalų.
Komanda taip pat išbandė keletą perspektyvesnių padermių pelėms. Šios padermės labai efektyviai naikino bakterines ir grybelines infekcijas, ir tik nedaugelis turėjo toksinį šalutinį poveikį.
Kitoje tyrimo dalyje mokslininkai daugiausia dėmesio skyrė cifomicinui - priešgrybeliniam junginiui, kuriame jie buvo rasti Streptomyces bakterijos ant brazilo Cyphomyrmex grybų auginimo skruzdė.
Išanalizavę cheminę cifomicino struktūrą, jie jį išgrynino ir parodė, kad jis gali gydyti Candida albicans pelėse. C. albicans yra grybelis, kuriuo dažniausiai užsikrečiama žmonių, kurių imuninė sistema nusilpusi. Panašu, kad junginys pelėms turi nedaug toksinio šalutinio poveikio.
Tegul vabzdžiai „tyrinėja“
Komanda nenustebo nustebusi, kad vabzdžiai gali būti gausus naujų antibiotikų šaltinis. Vabzdžių išgyvenamumas priklauso nuo to, kaip kartu su mikrobais, kurie padeda kovoti su patogenais, kurie taip pat vystosi.
Mokslininkai taip pat pabrėžia, kad dėl bakterijų susidarymo su vabzdžiais jos gali pasiūlyti du privalumus. Pirma, jie yra mažiau linkę būti toksiški, antra, jie galėtų būti veiksmingi vaistams atspariems patogenams.
„Vabzdžiai tyrinėja mus“, - sako bakerologijos profesorius ir vyresnysis tyrimo autorius Cameronas R. Currie.
Jis ir jo kolegos daro išvadą:
„Pažadas, susijęs su vabzdžiais Streptomyces kaip naujas antimikrobinių medžiagų šaltinis gali atgaivinti sustabarėjusius antibakterinių ir priešgrybelinių atradimų vamzdynus “.
