Uusi antibiootti löytyy tavallisesta rikkaruohosta
Luonnonvaraiset kasvit voivat olla aarreaitta uusia antibiootteja mikrobilääkeresistenssin maailmanlaajuisen ongelman ratkaisemiseksi.
Sveitsiläiset tutkijat tekivät tämän ehdotuksen löytäessään yhdisteen, jolla oli uuden tyyppinen antibioottiaktiivisuus, thale-krassin lehdeltä, tavallisesta rikkaruohosta.
Monet nykypäivän antibiooteista ovat peräisin maaperässä elävien bakteerien luonnollisista yhdisteistä. Bakteerit tuottavat niitä puolustautumaan muita mikro-organismeja vastaan.
Mutta uusi tutkimus - nyt julkaistu lehdessä Luonnon mikrobiologia - ehdottaa, että luonnonvaraiset kasvit voivat olla myös runsas antibioottien lähde.
Maan yläpuolella eläviä kasvien osia kutsutaan yhdessä nimellä filosfääri. Tutkimus keskittyy tiettyyn filosfäärin "ekosysteemiin" - nimittäin yhteisen rikkaruohon lehtien pintaan.
Koska tästä ekosysteemistä puuttuu ravintoaineita, monien siinä asuvien mikro-organismien välillä on "voimakas kilpailupaine", kertoo toisen tutkimuksen kirjoittaja Julia Vorholt, professori ETH Zürichin mikrobiologian instituutista Sveitsistä.
"Tämän seurauksena", hän selittää, "bakteerit tuottavat erilaisia aineita, joiden avulla ne voivat puolustaa elinympäristöään."
Mikrobilääkeresistenssi: globaali uhka
Antimikrobiset aineet ovat lääkkeitä, jotka on suunniteltu tappamaan tai pysäyttämään mikro-organismien, kuten virusten, sienien, bakteerien, hiivojen ja loismatojen, kasvu. Antibiootit ovat mikrobilääkkeitä, jotka kohdistuvat bakteereihin, mutta termiä käytetään usein vaihdettavasti mikrobilääkkeiden kanssa.
Antimikrobinen vastustuskyky kehittyy, kun mikro-organismit muuttuvat vasteena mikrobilääkkeille ja lopulta lakkaavat heistä periksi. Tämä vaikeuttaa niiden aiheuttamien infektioiden hoitoa.
Kykymme parantaa jopa yleisiä infektioita heikentää yhä enemmän uusien mikrobilääkeresistenssimekanismien lisääntyvä leviäminen. Tämä johtaa pidempään toipumiseen sairaudesta, lisääntyneeseen vammaisuuteen ja kuolemaan.
Erityinen huolenaihe on esimerkiksi tuberkuloosin (TB) hoito. Tartuntataudin laajasti lääkeresistentti muoto on nyt löydetty 105 maasta, ja se on vastustuskykyinen "ainakin" neljälle tärkeimmälle tuberkuloosilääkkeelle.
Pieni kasvi, jolla on suuri potentiaali
Professori Vorholt ja hänen kollegansa tutkivat yli 200 bakteerilajia, jotka elävät lehtien lehdillä Arabidopsis thaliana, pieni villikasvi, jonka yleisnimet ovat thale cress ja hiiren korvan kressit.
Arabidopsis Kukkakasvien biologiasta ja genetiikasta kiinnostuneet tutkijat käyttävät laajalti malliorganismina. Tämä on johtanut laajaan geneettisen tiedon kirjastoon, joka sisältää dekoodatut bakteerien genomit, jotka kolonisoivat kasvin lehtien pintoja.
Tähän mennessä kukaan ei ollut analysoinut näitä tietoja löytääkseen "tuntemattomia luonnontuotteita" kasvin filosfääristä.
"Sovellimme bioinformatiikan tekniikoita", sanoo professori Vorholt, "tutkiakseen geeniklustereita, jotka pystyvät hallitsemaan aineiden tuotantoa ja voivat siten vaikuttaa muihin bakteereihin."
Useiden testien suorittamisen jälkeen ryhmä löysi 725 molekyylivuorovaikutusta eri bakteerikantojen välillä. Vuorovaikutukset olivat bakteerien kohdentamista toisiinsa, ja joissakin tapauksissa ne johtivat niiden kasvun estämiseen.
Tässä vaiheessa ei kuitenkaan ollut selvää, olivatko vuorovaikutukseen osallistuvat yhdisteet ainutlaatuisia tälle elinympäristölle vai eivät. Onko niillä myös täysin uusia antibioottiominaisuuksia?
Aineiden, joilla on tuntemattomia mikrobilääkemekanismeja, löytäminen on tärkeä tavoite mikrobilääkeresistenssin torjunnassa.
"Ennennäkemättömän rakenteen" antibiootti
Joten tutkimuksen seuraavassa vaiheessa tutkijat tutkivat löytämiensä aineiden kemiallista koostumusta. He keskittyivät "erityisen tuottavaan" bakteerikantaan Brevibacillus sp. Lehti182.
Kannan yhdisteiden ja geeniklustereiden analyysi paljasti useita yhdisteitä, joilla on antibioottikyky. Erityisesti sillä, jota he kutsuivat macrobreviniksi, oli "ennennäkemätön luonnollinen tuoterakenne".
"Nyt meidän on selvitettävä, ovatko macrobrevin ja muut äskettäin löydetyt aineet tehokkaita myös bakteereja vastaan, jotka aiheuttavat ihmisillä sairauksia", kertoo tutkimuksen avustaja Jörn Piel, joka on myös professori ETH Zürichin mikrobiologian instituutissa.
Hän lisää, että hän ja muu joukkue ovat innoissaan siitä, että luonnossa esiintyviä antibiootteja voisi olla paljon enemmän, jotka odottavat löytyvän "suhteellisen tutkimattomasta filosfääristä".
"Tuloksemme vahvistavat, että antibioottien etsimistä luonnosta kannattaa laajentaa."
Professori Jörn Piel
