Новий антибіотик виявлений у звичайному бур’яні
Дикі рослини можуть стати скарбницею нових антибіотиків для вирішення світової проблеми протимікробної стійкості.
Дослідники з Швейцарії зробили цю пропозицію після виявлення сполуки з новим типом антибіотичної активності на листі крес-талу - звичайного бур’яну.
Багато сучасних антибіотиків походять від природних сполук, вироблених бактеріями, що живуть у ґрунті. Бактерії виробляють їх для захисту від інших мікроорганізмів.
Але нове дослідження - тепер опубліковане в журналі Природа Мікробіологія - припускає, що дикорослі рослини також можуть бути багатим джерелом антибіотиків.
Частини рослин, що живуть над землею, в сукупності відомі як філосфера. Дослідження фокусується на певній «екосистемі» філосфери - а саме на поверхні листя звичайного бур’яну.
Оскільки в цій екосистемі не вистачає поживних речовин, серед багатьох мікроорганізмів, що населяють її, існує "сильний конкурентний тиск", - каже одна із старших авторів дослідження Джулія Форгольт, професор Інституту мікробіології в Цюріху, Швейцарія.
«Як результат, - пояснює вона, - бактерії виробляють різноманітні речовини, що дозволяють захищати своє середовище існування».
Антимікробна стійкість: глобальна загроза
Протимікробні засоби - це препарати, призначені для знищення або зупинки росту таких мікроорганізмів, як віруси, гриби, бактерії, дріжджі та паразитичні черв’яки. Антибіотики - це антимікробні засоби, які націлені на бактерії, але цей термін часто використовується як взаємозамінні з антимікробними препаратами.
Антимікробна резистентність розвивається, коли мікроорганізми змінюються у відповідь на антимікробні препарати і з часом перестають піддаватися їм. Це ускладнює лікування інфекцій, які вони викликають.
Наша здатність вилікувати навіть поширені інфекції дедалі більше підривається зростанням поширення нових механізмів протимікробної резистентності. Це призводить до більш тривалого одужання від хвороби, збільшення інвалідності та смерті.
Наприклад, особливою проблемою є лікування туберкульозу (ТБ). Широко стійка до ліків форма інфекційного захворювання зараз виявлена у 105 країнах і є стійкою до “принаймні” чотирьох основних протитуберкульозних препаратів.
Невелика рослина з великим потенціалом
Професор Ворхольт та її колеги дослідили понад 200 видів бактерій, що мешкають на листках Arabidopsis thaliana, невелика дика рослина із загальноприйнятими назвами крес-тал та крес-миша.
Арабідопсис широко використовується як модель організму вченими, які цікавляться біологією та генетикою квіткових рослин. Це призвело до великої бібліотеки генетичної інформації, яка включає розшифровані геноми бактерій, що колонізують поверхні листя рослини.
До цього часу ніхто не аналізував ці дані з метою виявлення «нехарактерних природних продуктів» у філосфері рослини.
"Ми застосували методи біоінформатики, - говорить професор Ворхольт, - для дослідження кластерів генів, які здатні контролювати вироблення речовин і, таким чином, можуть мати вплив на інші бактерії".
Провівши кілька тестів, команда виявила 725 молекулярних взаємодій між різними штамами бактерій. Взаємодія відбувалась між бактеріями, націленими одна на одну, і в деяких випадках це призводило до запобігання їх росту.
На цьому етапі, однак, не було ясно, чи є сполуки, що беруть участь у взаємодії, унікальними для цього середовища проживання чи ні. Крім того, чи мали вони абсолютно нові антибіотичні характеристики?
Пошук речовин з невідомими раніше антимікробними механізмами є основною метою боротьби з антимікробною стійкістю.
Антибіотик з «безпрецедентною структурою»
Отже, на наступному етапі дослідження вчені дослідили хімічний склад речовин, які вони виявили. Вони зосередилися на "особливо продуктивному" штамі бактерій Brevibacillus sp. Листок182.
Аналіз сполук та “генних кластерів” штаму виявив низку сполук з антибіотичною силою. Один із них, який вони називали макробревіном, мав "безпрецедентну природну структуру продукту".
"Тепер нам потрібно з'ясувати, чи є макробревін та інші нещодавно відкриті речовини також ефективними проти бактерій, що викликають захворювання у людей", - каже співстарший автор дослідження Йорн Піл, який також є професором Інституту мікробіології ETH в Цюріху.
Він додає, що він та решта членів команди схвильовані тим фактом, що в "відносно незвіданій філосфері" може бути набагато більше антибіотиків, що зустрічаються в природі.
"Наші висновки підтверджують, що варто розширити пошук антибіотиків у природі".
Проф. Йорн Піл
