Naujas antibiotikas rastas paprastoje piktžolėje
Laukiniai augalai galėtų būti naujų antibiotikų lobynas, skirtas spręsti pasaulinę antimikrobinio atsparumo problemą.
Šveicarijos mokslininkai pateikė šį pasiūlymą, aptikę junginį, turintį naują antibiotikų aktyvumo tipą, ant lapinės kresės lapo - paprastosios piktžolės.
Daugelis šių dienų antibiotikų yra iš natūralių junginių, kuriuos gamina dirvožemyje gyvenančios bakterijos. Bakterijos juos gamina gindamosis nuo kitų mikroorganizmų.
Bet naujas tyrimas - dabar paskelbtas žurnale Gamtos mikrobiologija - siūlo, kad laukiniai augalai taip pat galėtų būti gausus antibiotikų šaltinis.
Augalų dalys, gyvenančios virš žemės, bendrai vadinamos filosfera. Tyrime daugiausia dėmesio skiriama tam tikrai filosferos „ekosistemai“ - būtent paprastosios piktžolės lapų paviršiui.
Kadangi šioje ekosistemoje trūksta maistinių medžiagų, tarp daugelio joje gyvenančių mikroorganizmų egzistuoja „didelis konkurencinis spaudimas“, sako vyresnioji tyrimo autorė Julia Vorholt, ETH Ciuricho Šveicarijos mikrobiologijos instituto profesorė.
„Dėl to, - paaiškina ji, - bakterijos gamina įvairias medžiagas, kurios leidžia jiems apginti savo buveinę“.
Antimikrobinis atsparumas: pasaulinė grėsmė
Antimikrobinės medžiagos yra vaistai, skirti sunaikinti arba sustabdyti mikroorganizmų, tokių kaip virusai, grybai, bakterijos, mielės ir parazitinės kirmėlės, dauginimąsi. Antibiotikai yra antimikrobiniai vaistai, skirti bakterijoms, tačiau šis terminas dažnai vartojamas pakaitomis su antimikrobinėmis medžiagomis.
Antimikrobinis atsparumas išsivysto, kai mikroorganizmai keičiasi reaguodami į antimikrobinius vaistus ir ilgainiui nustoja jiems pasiduoti. Tai apsunkina jų sukeliamų infekcijų gydymą.
Mūsų gebėjimas išgydyti net įprastas infekcijas vis labiau kenkia vis didėjančiam naujų antimikrobinio atsparumo mechanizmų plitimui. Tai lemia ilgesnį atsigavimą po ligos, didesnę negalią ir mirtį.
Pavyzdžiui, ypač susirūpinimą kelia tuberkuliozės (TB) gydymas. Intensyviai vaistams atspari infekcinės ligos forma nustatyta 105 šalyse ir yra atspari „mažiausiai“ keturiems pagrindiniams vaistams nuo TB.
Mažas augalas, turintis didelį potencialą
Prof. Vorholt ir jos kolegos ištyrė daugiau nei 200 bakterijų rūšių, gyvenančių ant lapų Arabidopsis thaliana, nedidelis laukinis augalas, kurio bendri pavadinimai yra thale cress ir mouse-ear cress.
Arabidopsis yra plačiai naudojamas kaip pavyzdinis organizmas mokslininkų, besidominčių žydinčių augalų biologija ir genetika. Tai sukėlė didelę genetinės informacijos biblioteką, į kurią įeina dekoduoti augalų lapų paviršius kolonizuojančių bakterijų genomai.
Iki šiol niekas neanalizavo šių duomenų, norėdamas augalų filosferoje atrasti „nebūdingus natūralius produktus“.
"Mes pritaikėme bioinformatikos metodus", - sako prof. Vorholtas, - norėdami ištirti genų grupes, galinčias kontroliuoti medžiagų gamybą ir galinčius turėti įtakos kitoms bakterijoms. "
Atlikusi keletą bandymų, komanda nustatė 725 molekulinę sąveiką tarp skirtingų bakterijų padermių. Sąveika buvo bakterijų, nukreiptų viena į kitą, ir kai kuriais atvejais jie neleido jų augti.
Tačiau šiame etape nebuvo aišku, ar sąveikoje dalyvaujantys junginiai būdingi tik šiai buveinei, ar ne. Ar jie turėjo visiškai naujų antibiotikų savybių?
Medžiagų su anksčiau nežinomais antimikrobiniais mechanizmais paieška yra pagrindinis tikslas kovojant su atsparumu antimikrobinėms medžiagoms.
„Precedento neturinčios struktūros“ antibiotikas
Taigi kitame tyrimo etape mokslininkai ištyrė cheminį rastų medžiagų sudėtį. Jie sutelkė dėmesį į „ypač produktyvią“ bakterijų atmainą, vadinamą Brevibacillus sp. Lapas182.
Išanalizavus štamų junginius ir „genų klasterius“, nustatyta daug junginių, turinčių antibiotikų galios. Vienas iš jų, kurį jie vadino makrobrevinu, turėjo „beprecedentę natūralų produkto struktūrą“.
„Dabar turime išsiaiškinti, ar makrobrevinas ir kitos naujai atrastos medžiagos taip pat veiksmingos nuo bakterijų, sukeliančių žmonių ligas“, - sako vienas iš vyresnių tyrimų autorius Jörnas Pielis, kuris taip pat yra profesorius ETH Ciuricho mikrobiologijos institute.
Jis priduria, kad jį ir likusius komandos narius jaudina tai, kad „palyginti neištirtoje filosferoje“ gali būti daug daugiau natūraliai atsirandančių antibiotikų.
„Mūsų išvados patvirtina, kad verta išplėsti antibiotikų paiešką gamtoje“.
Prof. Jörn Piel
