Nyt antibiotikum findes i almindeligt ukrudt
Vilde planter kan være en skat af nye antibiotika til at tackle det verdensomspændende problem med antimikrobiel resistens.
Forskere i Schweiz fremsatte dette forslag efter at have opdaget en forbindelse med en ny type antibiotisk aktivitet på bladet af thale karse, en almindelig ukrudt.
Mange af nutidens antibiotika stammer fra naturlige forbindelser fremstillet af bakterier, der lever i jord. Bakterierne producerer dem for at forsvare sig mod andre mikroorganismer.
Men den nye undersøgelse - nu offentliggjort i tidsskriftet Naturmikrobiologi - antyder, at vilde planter også kan være en rig kilde til antibiotika.
De dele af planter, der lever over jorden, er samlet kendt som phyllosfæren. Undersøgelsen fokuserer på et bestemt “økosystem” i phyllosfæren - nemlig bladoverfladen på en fælles ukrudt.
Fordi dette økosystem mangler næringsstoffer, er der "intens konkurrencepres" blandt de mange mikroorganismer, der lever i det, siger co-senior undersøgelsesforfatter Julia Vorholt, professor ved Institut for Mikrobiologi ved ETH Zürich i Schweiz.
"Som et resultat," forklarer hun, "producerer bakterier en mangfoldighed af stoffer, der giver dem mulighed for at forsvare deres levested."
Antimikrobiel resistens: En global trussel
Antimikrobielle stoffer er lægemidler, der er designet til at dræbe eller stoppe væksten af mikroorganismer såsom vira, svampe, bakterier, gær og parasitære orme. Antibiotika er antimikrobielle stoffer, der er målrettet mod bakterier, men udtrykket bruges ofte ombytteligt med antimikrobielle stoffer.
Antimikrobiel resistens udvikler sig, når mikroorganismer ændres som reaktion på antimikrobielle lægemidler og til sidst ophører med at bukke under for dem. Dette gør det sværere at behandle de infektioner, de forårsager.
Vores evne til at kurere selv almindelige infektioner undermineres i stigende grad af den voksende spredning af nye mekanismer for antimikrobiel resistens. Dette fører til længere helbredelse efter sygdom, øget handicap og død.
Et særligt bekymringsområde er for eksempel behandlingen af tuberkulose (TB). Den omfattende lægemiddelresistente form for den infektiøse sygdom er nu fundet i 105 lande og er resistent over for "mindst" fire vigtigste anti-TB-lægemidler.
Lille plante med stort potentiale
Prof. Vorholt og hendes kolleger undersøgte mere end 200 arter af bakterier, der lever på bladene af Arabidopsis thaliana, en lille vild plante med de almindelige navne thale karse og mus-øre karse.
Arabidopsis bruges i vid udstrækning som en modelorganisme af forskere, der er interesserede i biologi og genetik af blomstrende planter. Dette har ført til et stort bibliotek med genetisk information, der inkluderer dekodede genomer af de bakterier, der koloniserer plantens bladoverflader.
Indtil nu havde ingen analyseret disse data med henblik på at opdage "ikke-karakteriserede naturlige produkter" i plantens phyllosfære.
"Vi anvendte bioinformatikteknikker," siger prof. Vorholt, "for at undersøge genklynger, der er i stand til at kontrollere produktionen af stoffer og dermed kan have en effekt på andre bakterier."
Efter at have kørt flere tests fandt holdet 725 molekylære interaktioner mellem forskellige bakteriestammer. Interaktionerne var af bakterier målrettet mod hinanden, og i nogle tilfælde resulterede de i at forhindre deres vækst.
På dette stadium var det imidlertid ikke klart, om de forbindelser, der var involveret i interaktionerne, var unikke for dette habitat eller ej. Har de også helt nye antibiotiske egenskaber?
At finde stoffer med tidligere ukendte antimikrobielle mekanismer er et vigtigt mål i kampen mod antimikrobiel resistens.
Antibiotika med 'hidtil uset struktur'
Så i den næste fase af undersøgelsen undersøgte forskerne den kemiske sammensætning af de stoffer, de fandt. De fokuserede på en ”særligt produktiv” bakteriestamme kaldet Brevibacillus sp. Blad182.
En analyse af forbindelserne og "genklynger" af stammen afslørede en række forbindelser med antibiotiske kræfter. En især, som de kaldte makrobrevin, havde "en hidtil uset naturlig produktstruktur."
”Nu er vi nødt til at afklare, om makrobrevin og andre nyopdagede stoffer også er effektive mod bakterier, der forårsager sygdom hos mennesker,” siger co-senior undersøgelsesforfatter Jörn Piel, som også er professor ved Institut for Mikrobiologi ved ETH Zürich.
Han tilføjer, at han og resten af holdet er begejstrede for det faktum, at der kunne være mange mere naturligt forekommende antibiotika, der venter på at blive fundet i den "relativt uudforskede phyllosfære."
"Vores fund bekræfter, at det er værd at udvide søgningen efter antibiotika i naturen."
Prof. Jörn Piel
