Bakterie žijící na hmyzu by mohly poskytnout nová antibiotika
Mnoho dnes používaných antibiotik pochází z bakterií, které žijí v půdě. Nedávný výzkum nyní ukazuje, že bakterie, které žijí na hmyzu, mohou být účinnější v boji proti běžným superbugům rezistentním na léky než bakterie z půdy.
Vědci z University of Wisconsin-Madison provedli dosud největší a nejdůkladnější výzkum antibiotické aktivity mikrobů, kteří žijí na hmyzu.
Vrcholem nové studie je objev nového antibiotika v Cyphomyrmex mravenec, což je brazilský druh, který chová houby. Vědci pojmenovali sloučeninu cyphomycin.
Laboratorní testy prokázaly, že cyfomycin může bojovat proti plísním, které porazily většinu ostatních antibiotik. Sloučenina také léčila plísňovou infekci u myší, aniž by způsobovala toxické vedlejší účinky.
V nedávné době Příroda komunikace článek o těchto zjištěních, tým vysvětluje, že nedostatek nových antibiotik přispívá k rostoucí globální hrozbě infekcí rezistentních na antibiotika.
"Prostřednictvím našeho systematického hodnocení," poznamenávají autoři, "ukazujeme, že mikrobiomy hmyzu představují slibný zdroj nových přírodních produktů."
Rostoucí hrozba rezistence na antibiotika
Antibiotická rezistence vzniká, když infekční bakterie, houby a jiné patogeny již nepodléhají lékům, které je zabíjely. Místo toho nadále rostou.
Infekce způsobené patogeny rezistentními na antibiotika obvykle vyžadují delší pobyt v nemocnici a větší počet následných návštěv lékařů. Kromě toho má léčba obvykle vyšší náklady a toxičtější vedlejší účinky.
V roce 2018 zveřejnila Světová zdravotnická organizace (WHO) údaje z dohledu, které potvrdily závažnost globální hrozby, kterou představuje rezistence na antibiotika.
Data ukazují, že po celém světě se některé z nejčastějších infekcí stávají rezistentními na léky.
Ve Spojených státech odhadují Centers for Disease Control and Prevention (CDC), že bakterie rezistentní na antibiotika infikují nejméně 2 miliony lidí a každý rok způsobí 23 000 úmrtí.
Klíčovou obavou ohledně celosvětové krize rezistence na antibiotika je, že typy a počet nových léčivých přípravků, které se připravují, nebudou dostatečné k překonání této hrozby.
WHO zopakovala své varování ohledně této skutečnosti ve zprávě z roku 2017. Globální agentura uvedla, že většina z 51 antibiotik v klinickém vývoji byla „modifikací stávajících skupin antibiotik“ a nabídla by pouze krátkodobá řešení.
Stejně jako mnoho bakterií v hmyzu i v půdě
Většina dnes používaných antibiotik pochází Streptomyces bakterie, velký rod, který se začal vyvíjet asi před 400 miliony let.
Během tohoto období Streptomyces druhy se vyvinuly a přizpůsobily se různým stanovištím, jako je půda a hmyz. Chemie ve sloučeninách, které bakterie produkují, odráží jejich odlišné linie.
Genetické studie ukázaly, že pouze jeden kmen Streptomyces může potenciálně produkovat desítky sloučenin podobných těm, které se již používají jako antibiotika. Kromě toho bakterie obsahují obrovské množství „příslušných biosyntetických genových sad“.
Z těchto důvodů vědci intenzivně studují Streptomyces bakterie s očekáváním, že objeví nové léky k boji proti rezistenci na antibiotika.
Autoři nové studie však poukazují na to, že hledají nová antibiotika v půdě Streptomyces "Do značné míry znovuobjevit známé sloučeniny." Rovněž poznamenávají, že žádné studie systematicky neprohledávaly mikrobiomy. Rozhodli se tedy zaměřit na Streptomyces v hmyzu.
Shromáždili více než 2 500 druhů hmyzu, od mravenců, včel a much až po brouky, můry, motýly a další. Zhruba třetina pocházela z oblastí s mírným podnebím, další třetina pocházela z tropů a zbytek pocházel z chladnějších oblastí, jako je Arktida.
Vědci poznamenávají, že na rozdíl od „převládajícího předpokladu“ to Streptomyces Druhy jsou nejhojnější v půdě, jejich nálezy naznačují, že bakterie jsou stejně hojné i v hmyzu.
Bakterie z hmyzu jsou silnější
Hmyz dal k testování více než 10 000 kmenů bakterií. Vědci také zkoumali 7 000 kmenů pocházejících z půdy a rostlin.
Následovala velmi silná a intenzivní řada testů, které zahrnovaly celkem více než 50 000 testů.
Tým testoval, jak dobře jednotlivé kmeny Streptomyces byl schopen zastavit růst 24 různých druhů choroboplodných zárodků, včetně těch, které mohou způsobit vážné škody, jako je například superbug rezistentní na methicilin Staphylococcus aureus (MRSA).
Výsledky to ukázaly Streptomyces kmeny pocházející z hmyzu dokázaly účinněji bojovat s infekčními bakteriemi a houbami než kmeny pocházející z půdy nebo rostlin.
Tým také testoval některé ze slibnějších kmenů u myší. Tyto kmeny byly velmi účinné při ničení bakteriálních a plísňových infekcí a pouze několik z nich mělo toxické vedlejší účinky.
V další části studie se vědci zaměřili na cyfomycin, antifungální sloučeninu, ve které se našli Streptomyces bakterie na brazilské Cyphomyrmex houba rostoucí mravenec.
Po analýze chemické struktury cyfomycinu jej vyčistili a prokázali, že dokáže léčit Candida albicans u myší. C. albicans je houba, která běžně infikuje lidi s oslabeným imunitním systémem. Sloučenina také vykazovala u myší málo toxických vedlejších účinků.
Nechte hmyz ‚dělat průzkum '
Tým nebyl překvapen, když zjistil, že hmyz může být bohatým zdrojem nových antibiotik. Přežití hmyzu závisí na společném vývoji s mikroby, které pomáhají bojovat proti patogenům, které se také vyvíjejí.
Vědci také poukazují na to, že protože se bakterie staly součástí hmyzu, mohly by nabídnout dvě výhody. Za prvé, je méně pravděpodobné, že budou toxické, a za druhé, mohou být účinné proti patogenům rezistentním na léky.
"Hmyz pro nás dělá průzkum," říká Cameron R. Currie, profesor bakteriologie a hlavní autor studie.
On a jeho kolegové uzavírají:
"Slib související s hmyzem." Streptomyces jako nový zdroj antimikrobiálních látek má potenciál znovu oživit stagnující antibakteriální a antifungální objevy. “
