Nové antibiotikum nacházející se v běžných plevelech
Divoké rostliny by mohly být pokladnicí nových antibiotik pro řešení celosvětového problému antimikrobiální rezistence.
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
