Nové antibiotikum nájdené v bežnej burine
Divoké rastliny by mohli byť pokladnicou nových antibiotík na riešenie celosvetového problému antimikrobiálnej rezistencie.
Vedci zo Švajčiarska uviedli tento návrh po objavení zlúčeniny s novým typom antibiotickej aktivity na liste skorocelu obyčajnom, bežnej burine.
Mnoho dnešných antibiotík pochádza z prírodných zlúčenín vyrobených baktériami, ktoré žijú v pôde. Baktérie ich produkujú na obranu proti iným mikroorganizmom.
Ale nová štúdia - teraz publikovaná v časopise Prírodná mikrobiológia - navrhuje, aby divoké rastliny mohli byť tiež bohatým zdrojom antibiotík.
Časti rastlín, ktoré žijú nad zemou, sa súhrnne nazývajú fylosféra. Štúdia sa zameriava na konkrétny „ekosystém“ fylosféry - konkrétne na povrch listov obyčajnej buriny.
Pretože tomuto ekosystému chýbajú živiny, medzi mnohými mikroorganizmami, ktoré ho obývajú, existuje „intenzívny konkurenčný tlak“, hovorí spoluautorka štúdie Julia Vorholt, profesorka z Mikrobiologického ústavu na ETH v Zürichu vo Švajčiarsku.
„Výsledkom je,“ vysvetľuje, „že baktérie produkujú rôzne látky, ktoré im umožňujú brániť svoje stanovište.“
Antimikrobiálna rezistencia: Globálna hrozba
Antimikrobiálne látky sú lieky, ktoré sú určené na ničenie alebo zastavenie rastu mikroorganizmov, ako sú vírusy, huby, baktérie, kvasinky a parazitické červy. Antibiotiká sú antimikrobiálne látky, ktoré sa zameriavajú na baktérie, ale tento výraz sa často používa zameniteľne s antimikrobiálnymi látkami.
Antimikrobiálna rezistencia sa vyvíja, keď sa mikroorganizmy zmenia v reakcii na antimikrobiálne lieky a nakoniec im prestanú podliehať. To sťažuje liečbu infekcií, ktoré spôsobujú.
Našu schopnosť liečiť aj bežné infekcie čoraz viac narúša rastúce šírenie nových mechanizmov antimikrobiálnej rezistencie. To vedie k dlhšiemu zotaveniu z choroby, zvýšenému postihnutiu a smrti.
Osobitnou oblasťou záujmu je napríklad liečba tuberkulózy (TBC). Forma infekčnej choroby, ktorá je vo veľkej miere rezistentná na lieky, sa teraz našla v 105 krajinách a je rezistentná na „najmenej“ štyri hlavné lieky proti TBC.
Malá rastlina s veľkým potenciálom
Prof. Vorholt a jej kolegovia skúmali viac ako 200 druhov baktérií, ktoré žijú na listoch rastliny Arabidopsis thaliana, malá divoká rastlina so spoločnými názvami žerucha obyčajná a žerucha ušná.
Arabidopsis je široko používaný ako modelový organizmus vedcami zaujímajúcimi sa o biológiu a genetiku kvitnúcich rastlín. To viedlo k rozsiahlej knižnici genetických informácií, ktorá obsahuje dekódované genómy baktérií, ktoré kolonizujú povrchy listov rastlín.
Doteraz tieto dáta nikto neanalyzoval s cieľom objaviť „necharakterizované prírodné produkty“ vo fylosfére rastliny.
„Použili sme bioinformatické techniky,“ hovorí profesor Vorholt, „na preskúmanie génových zhlukov, ktoré sú schopné riadiť produkciu látok a mohli by tak pôsobiť na iné baktérie.“
Po vykonaní niekoľkých testov tím našiel 725 molekulárnych interakcií medzi rôznymi kmeňmi baktérií. Interakcie boli zamerané na navzájom sa zameriavajúce baktérie a v niektorých prípadoch viedli k zabráneniu ich rastu.
V tomto štádiu však nebolo jasné, či sú zlúčeniny zapojené do interakcií pre tento biotop jedinečné alebo nie. Mali tiež úplne nové antibiotické vlastnosti?
Nájsť látky s doteraz neznámymi antimikrobiálnymi mechanizmami je hlavným cieľom v boji proti antimikrobiálnej rezistencii.
Antibiotikum s „bezprecedentnou štruktúrou“
V ďalšej fáze štúdie teda vedci skúmali chemický zloženie látok, ktoré našli. Zamerali sa na „obzvlášť produktívny“ kmeň baktérií s názvom Brevibacillus sp. List182.
Analýza zlúčenín a „génových zhlukov“ kmeňa odhalila množstvo zlúčenín s antibiotickou účinnosťou. Jeden z nich, ktorý nazývali makrobrevín, mal „bezprecedentnú štruktúru prírodného produktu“.
„Teraz si musíme ujasniť, či sú makrobrevín a ďalšie novoobjavené látky účinné aj proti baktériám, ktoré spôsobujú choroby u ľudí,“ hovorí spoluautor štúdie Jörn Piel, ktorý je tiež profesorom na Mikrobiologickom ústave ETH v Zürichu.
Dodáva, že on a zvyšok tímu sú nadšení skutočnosťou, že v „relatívne nepreskúmanej fylosfére“ môže čakať oveľa viac prirodzene sa vyskytujúcich antibiotík.
"Naše zistenia potvrdzujú, že stojí za to rozšíriť hľadanie antibiotík v prírode."
Prof. Jörn Piel
