Odkryli je w głębinach Oceanu Arktycznego. Doszli do ciekawych wniosków

Antybiotyki są podstawą współczesnej medycyny. Bez nich bylibyśmy stale narażeni na niebezpieczne infekcje. Stoimy jednak w obliczu globalnego kryzysu antybiotykowego, jakim jest oporność na te środki. To poważny problem. Szkodliwe drobnoustroje stają się oporne na powszechne metody leczenia, a ich ewolucja wyprzedza rozwój nowych antybiotyków. Dlatego naukowcy nieustannie szukają nowych związków, które mogłyby pomóc w walce z lekoopornymi bakteriami.

Poszukiwania te zaprowadziły ich na Ocean Arktyczny. W jego głębinach znaleźli mikroby, które wytwarzają związki mogące przydać się współczesnej medycynie. Opis oraz wyniki badań ukazał się na łamach pisma "Frontiers in Microbiology" (DOI: 10.3389/fmicb.2024.1432475).

Ok. 70 proc. wszystkich obecnych antybiotyków pochodzi od żyjących w glebie promieniowców. To zróżnicowana grupa bakterii. Ze względu na rosnącą antybiotykooporność, naukowcy wciąż poszukują nowych szczepów promieniowców, zwracając swą uwagę na środowiska do tej pory pomijane oraz ekstremalne np. przewody pokarmowe owadów, jaskinie czy morskie głębiny.

Uważa się, że morskie mikroby wytwarzają bardziej zróżnicowany chemicznie wachlarz związków niż ich odpowiedniki żyjące na lądzie. Dzieje się tak z powodu selektywnej presji wytworzonej przez ekstremalne wahania ciśnienia, temperatury, stężenia soli i poziomu światła występujące w środowiskach morskich.

Badacze skupili się na poszukiwani związków, które nie zabijają patogenów ani nie wpływają na ich rozwój, ale zmniejszają ich wirulencję, czyli ich zjadliwość, zdolność do wywoływania chorób. Jest to ważna strategia zmniejszania oporności na antybiotyki. Jeśli jakaś substancja zabija lub hamuje wzrost bakterii, ewolucja z czasem i tak znajdzie osobniki, na które ta substancja ma mniejszy wpływ i tak zacznie rozwijać się oporność. Ale bakteriom trudno jest rozwinąć oporność przeciwko substancji, która zmniejsza wirulencję.

- Odkryliśmy związek, który hamuje wirulencję enteropatogennej E. coli (EPEC) bez wpływu na jej wzrost oraz drugi związek hamujący jej wzrost. Oba w promieniowcach z Oceanu Arktycznego — powiedziała dr Päivi Tammela z Uniwersytetu Helsińskiego w Finlandii.

Naukowcy celowali w szczep EPEC, który powoduje ciężką, a czasami śmiertelną biegunkę u dzieci poniżej piątego roku życia, szczególnie w krajach rozwijających się. EPEC powoduje chorobę poprzez przyleganie do komórek w jelicie człowieka. Po tym EPEC wstrzykuje tzw. "czynniki wirulencji" do komórki gospodarza, aby przejąć kontrolę nad jej maszynerią molekularną, ostatecznie ją zabijając.

Te dwa związki zostały wyekstrahowane z promieniowców żyjących wewnątrz bezkręgowców występujących w wodach Oceanu Arktycznego. Pierwszy znaleziono u nieznanego szczepu bakterii z rodzaju Kocuria. W testach hamował on wzrost bakterii. Nie jest to idealna substancja, ale naukowcy nie mogą narzekać, zwłaszcza w obliczu kryzysu z lekami.

Drugi pochodzi z nieznanego szczepu bakterii z rodzaju Rhodococcus i testy pokazały, że ma on właściwości, których badacze szukali. Ten związek powstrzymywał E. coli przed przyczepieniem się do wyściółki jelita gospodarza. Hamował również wiązanie między bakterią a receptorem Tir, co jest kluczowym etapem procesu powodującego chorobę.

Oba związki będą dalej badane, aby je w pełni zrozumieć i ewentualnie rozwinąć w coś, co pewnego dnia może stać się powszechnym lekiem. - Do tej pory przeprowadziliśmy tylko badania in vitro, więc wciąż jesteśmy bardzo daleko od stwierdzenia, czy związki te mają jakiekolwiek znaczenie w kontekście zastosowań klinicznych - przyznała Tammela. - Kolejnymi krokami są optymalizacja warunków hodowli do produkcji związków i wyizolowanie ich wystarczających ilości, aby wyjaśnić ich odpowiednie struktury i dalej badać ich bioaktywność - podkreśliła Tammela.

Źródło: Frontiers, Live Science, fot. Graham Beards at English Wikipedia, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons