Nou antibiotic găsit în buruieni comune
Plantele sălbatice ar putea fi o comoară a noilor antibiotice pentru abordarea problemei mondiale a rezistenței antimicrobiene.
Cercetătorii din Elveția au făcut această sugestie după ce au descoperit un compus cu un nou tip de activitate antibiotică pe frunza cressului de thală, o buruiană obișnuită.
Multe dintre antibioticele de astăzi provin din compuși naturali produși de bacterii care trăiesc în sol. Bacteriile le produc pentru a se apăra împotriva altor microorganisme.
Dar noul studiu - publicat acum în jurnal Microbiologia naturii - sugerează că plantele sălbatice ar putea fi, de asemenea, o sursă bogată de antibiotice.
Părțile plantelor care trăiesc deasupra solului sunt cunoscute în mod colectiv sub numele de filosferă. Studiul se concentrează pe un anumit „ecosistem” al filosferei - și anume suprafața frunzelor unei buruieni comune.
Deoarece acestui ecosistem îi lipsesc substanțele nutritive, există „o presiune competitivă intensă” printre numeroasele microorganisme care îl locuiesc, spune autorul co-senior al studiului Julia Vorholt, profesor la Institutul de Microbiologie de la ETH Zurich din Elveția.
„Ca urmare”, explică ea, „bacteriile produc o diversitate de substanțe care le permit să-și apere habitatul.”
Rezistența antimicrobiană: o amenințare globală
Antimicrobienele sunt medicamente concepute pentru a ucide sau opri creșterea microorganismelor, cum ar fi viruși, ciuperci, bacterii, drojdii și viermi paraziți. Antibioticele sunt antimicrobiene care vizează bacteriile, dar termenul este adesea folosit interschimbabil cu antimicrobienele.
Rezistența antimicrobiană se dezvoltă atunci când microorganismele se schimbă ca răspuns la medicamentele antimicrobiene și, în cele din urmă, încetează să mai cedeze acestora. Acest lucru face mai dificilă tratarea infecțiilor pe care le cauzează.
Capacitatea noastră de a vindeca chiar și infecțiile obișnuite este subminată din ce în ce mai mult de răspândirea tot mai mare a noilor mecanisme de rezistență antimicrobiană. Acest lucru duce la recuperarea mai îndelungată după boală, handicap crescut și deces.
Un domeniu special de îngrijorare, de exemplu, este tratamentul tuberculozei (TB). Forma foarte rezistentă la medicamente a bolii infecțioase a fost găsită acum în 105 țări și este rezistentă la „cel puțin” patru medicamente anti-TB principale.
Planta mică cu potențial mare
Prof. Vorholt și colegii ei au investigat peste 200 de specii de bacterii care trăiesc pe frunzele de Arabidopsis thaliana, o mică plantă sălbatică cu denumirile comune cress thale și cress cu urechi de șoareci.
Arabidopsis este utilizat pe scară largă ca organism model de oamenii de știință interesați de biologia și genetica plantelor cu flori. Acest lucru a condus la o bibliotecă mare de informații genetice care include genomuri decodate ale bacteriilor care colonizează suprafețele frunzelor plantei.
Până acum, nimeni nu a analizat aceste date în vederea descoperirii „produselor naturale necaracterizate” în filosfera plantei.
„Am aplicat tehnici de bioinformatică”, spune prof. Vorholt, „pentru a investiga grupurile de gene care sunt capabile să controleze producția de substanțe și care ar putea avea astfel un efect asupra altor bacterii.”
După efectuarea mai multor teste, echipa a găsit 725 de interacțiuni moleculare între diferite tulpini de bacterii. Interacțiunile erau de bacterii care se vizau reciproc și, în unele cazuri, au dus la prevenirea creșterii lor.
Cu toate acestea, în acest stadiu nu a fost clar dacă compușii implicați în interacțiuni au fost sau nu unici pentru acest habitat. De asemenea, au posedat caracteristici antibiotice complet noi?
Găsirea substanțelor cu mecanisme antimicrobiene necunoscute anterior este un obiectiv major în lupta împotriva rezistenței antimicrobiene.
Antibiotic cu „structură fără precedent”
Deci, în etapa următoare a studiului, cercetătorii au examinat structura chimică a substanțelor pe care le-au găsit. Ei s-au concentrat pe o tulpină „deosebit de productivă” de bacterii numită Brevibacillus sp. Frunza182.
O analiză a compușilor și a „grupurilor genetice” ale tulpinei a relevat o serie de compuși cu puteri antibiotice. Unul în special, pe care l-au numit macrobrevin, avea „o structură naturală fără precedent a produsului”.
„Acum trebuie să clarificăm dacă macrobrevina și alte substanțe nou descoperite sunt eficiente și împotriva bacteriilor care cauzează boli la om”, spune autorul studiului co-senior Jörn Piel, care este, de asemenea, profesor la Institutul de Microbiologie de la ETH Zurich.
El adaugă că el și restul echipei sunt încântați de faptul că ar putea exista mai multe antibiotice naturale care așteaptă să fie găsite în „filosfera relativ neexplorată”.
Descoperirile noastre confirmă că merită să extindem căutarea antibioticelor în natură.
Prof. Jörn Piel
