Nové antibiotikum nacházející se v běžných plevelech
Divoké rostliny by mohly být pokladnicí nových antibiotik pro řešení celosvětového problému antimikrobiální rezistence.
Řeřicha obecná, běžná tráva, by mohla být novým zdrojem antibiotik.Vědci ve Švýcarsku učinili tento návrh poté, co objevili sloučeninu s novým typem antibiotické aktivity na listu řeřichy obecné, běžnou plevel.
Mnoho dnešních antibiotik pochází z přírodních sloučenin produkovaných bakteriemi, které žijí v půdě. Bakterie je produkují k obraně proti jiným mikroorganismům.
Ale nová studie - nyní publikovaná v časopise Přírodní mikrobiologie - naznačuje, že divoké rostliny mohou být také bohatým zdrojem antibiotik.
Části rostlin, které žijí nad zemí, jsou souhrnně označovány jako fylosféra. Studie se zaměřuje na konkrétní „ekosystém“ fylosféry - konkrétně na povrch listu běžné plevel.
Protože tomuto ekosystému chybí živiny, existuje mezi mnoha mikroorganismy, které jej obývají, „intenzivní konkurenční tlak“, říká spoluautorka studie Julia Vorholt, profesorka z Mikrobiologického ústavu na ETH Curych ve Švýcarsku.
"Výsledkem je," vysvětluje, "že bakterie produkují různé látky, které jim umožňují bránit jejich stanoviště."
Antimikrobiální rezistence: Globální hrozba
Antimikrobiální látky jsou léky, které jsou navrženy tak, aby zabíjely nebo zastavovaly růst mikroorganismů, jako jsou viry, houby, bakterie, kvasinky a parazitické červy. Antibiotika jsou antimikrobiální látky, které se zaměřují na bakterie, ale tento termín se často používá zaměnitelně s antimikrobiálními látkami.
Antimikrobiální rezistence se vyvíjí, když se mikroorganismy mění v reakci na antimikrobiální léky a nakonec jim přestanou podléhat. To ztěžuje léčbu infekcí, které způsobují.
Naše schopnost léčit i běžné infekce je stále více narušována rostoucím šířením nových mechanismů antimikrobiální rezistence. To vede k delšímu zotavení z nemoci, zvýšenému postižení a smrti.
Zvláštní oblastí zájmu je například léčba tuberkulózy (TB). Forma infekční nemoci, která je značně rezistentní vůči lékům, byla nyní nalezena ve 105 zemích a je rezistentní na „alespoň“ čtyři hlavní léky proti TBC.
Malá rostlina s velkým potenciálem
Prof. Vorholt a její kolegové zkoumali více než 200 druhů bakterií, které žijí na listech Arabidopsis thaliana, malá divoká rostlina se společnými jmény řeřicha řeřichová a řeřicha ušní.
Arabidopsis je široce používán jako modelový organismus vědci, kteří se zajímají o biologii a genetiku kvetoucích rostlin. To vedlo k velké knihovně genetických informací, která zahrnuje dekódované genomy bakterií, které kolonizují povrchy listů rostliny.
Doposud nikdo tato data neanalyzoval s cílem objevit „nefarakterizované přírodní produkty“ ve fylosféře rostliny.
„Použili jsme bioinformatické techniky,“ říká profesor Vorholt, „abychom zkoumali genové shluky, které jsou schopné řídit produkci látek a mohly by tak mít vliv na jiné bakterie.“
Po provedení několika testů tým zjistil 725 molekulárních interakcí mezi různými kmeny bakterií. Interakce byly zaměřeny na sebe navzájem bakteriemi a v některých případech vedly k zabránění jejich růstu.
V této fázi však nebylo jasné, zda jsou sloučeniny zapojené do interakcí pro toto stanoviště jedinečné nebo ne. Měli také zcela nové antibiotické vlastnosti?
Nalezení látek s dosud neznámými antimikrobiálními mechanismy je hlavním cílem v boji proti antimikrobiální rezistenci.
Antibiotikum s „bezprecedentní strukturou“
V další fázi studie tedy vědci zkoumali chemické složení látek, které našli. Zaměřili se na „obzvláště produktivní“ kmen bakterií Brevibacillus sp. List 182.
Analýza sloučenin a „genových shluků“ kmene odhalila řadu sloučenin s antibiotickými schopnostmi. Jeden z nich, kterému říkali makrobrevin, měl „bezprecedentní přirozenou strukturu produktu“.
„Nyní si musíme ujasnit, zda jsou makrobrevin a další nově objevené látky také účinné proti bakteriím, které způsobují onemocnění u lidí,“ říká spoluautor studie Jörn Piel, který je také profesorem na Mikrobiologickém ústavu ETH v Curychu.
Dodává, že on i zbytek týmu jsou nadšení skutečností, že v „relativně neprozkoumané fylosféře“ může čekat mnohem více přirozeně se vyskytujících antibiotik.
"Naše zjištění potvrzují, že stojí za to rozšířit hledání antibiotik v přírodě."
Prof. Jörn Piel