Αρκτική Θάλασσα στα ανοιχτά του Σβάλμπαρντ, προβολή από το ερευνητικό σκάφος Kronprins Haakon, Αύγουστος 2020.
Η παγκόσμια κρίση υγείας της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά έχει οδηγήσει σε αυξημένο ενδιαφέρον για τα θαλάσσια ακτινοβακτήρια ως πιθανή πηγή νέων, αποτελεσματικών αντιβιοτικών.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν πιθανά υποψήφια αντιβιοτικά σε θαλάσσιους μικροοργανισμούς της Αρκτικής.
Η Δρ Päivi Tammela και η ομάδα της στο Πανεπιστήμιο του Ελσίνκι επικεντρώθηκαν στα ακτινοβακτήρια, έναν τύπο βακτηρίων που βρίσκεται στο έδαφος και σε άλλα περιβάλλοντα.
Η παγκόσμια κρίση υγείας της ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά έχει οδηγήσει σε αυξημένο ενδιαφέρον για τα θαλάσσια ακτινοβακτήρια ως πιθανή πηγή νέων, αποτελεσματικών αντιβιοτικών.
«Τα ακτινοβακτήρια έχουν παραδώσει πολλές βιοδραστικές ενώσεις, μερικές από τις οποίες χρησιμοποιούνται τώρα ως αντιβιοτικά και άλλα φάρμακα, όπως αντικαρκινικά και ανοσοτροποποιητικά φάρμακα», είπε η Tammela στο I nteresting Engineering (IE).
Πρόσθεσε επίσης: «Το πρώτο κλινικά χρησιμοποιημένο αντιβιοτικό, μετά την πενικιλλίνη, που ανακαλύφθηκε από ακτινοβακτήρια ήταν η στρεπτομυκίνη, η οποία ήταν επίσης το πρώτο φάρμακο αποτελεσματικό κατά της πνευμονικής φυματίωσης».
Κυνήγι μικροβίων
Ενώ το 70% των σημερινών αντιβιοτικών προέρχεται από ακτινοβακτήρια του εδάφους, η συντριπτική πλειοψηφία των περιβαλλόντων της Γης παραμένει αναξιοποίητη για ανακάλυψη αντιβιοτικών. Γι’ αυτό, η ομάδα αποφάσισε να ψάξει για αυτά τα νέα μόρια στον Αρκτικό Ωκεανό.
Αλλά δεν αναζητούν το παραδοσιακό είδος που σκοτώνει τα βακτήρια εντελώς. Ψάχνουν για ενώσεις που μπορούν να μειώσουν την ικανότητα των βακτηρίων να προκαλούν ασθένειες ή τη «μολυσματικότητα» τους.
«Η στόχευση της λοιμογόνου δράσης αντί της θανάτωσης βακτηρίων, διερευνάται ως μία από τις επιλογές για τη θεραπεία λοιμώξεων και θεωρείται ότι έχει μικρότερο κίνδυνο για μικροβιακή αντοχή », είπε η Tammela στο IE.
Συνέλεξαν δείγματα από τον Αρκτικό Ωκεανό και τα εξέτασαν για αντιμολυσματικές ιδιότητες. Για αυτό, η ομάδα χρησιμοποίησε εξελιγμένες εργαστηριακές τεχνικές για να αναλύσει εκχυλίσματα από θαλάσσια ακτινοβακτήρια.
Μετά από μήνες έρευνας, η ομάδα έκανε μια σημαντική ανακάλυψη. Συνάντησαν μια φυσική ένωση που μπορεί να αναστείλει τη λοιμογόνο δράση ενός επικίνδυνου στελέχους βακτηρίων E. coli .
«Ανακαλύψαμε μια ένωση που αναστέλλει τη λοιμογόνο δράση του εντεροπαθογόνου E. coli (EPEC) χωρίς να επηρεάζει την ανάπτυξή του και μια ένωση που αναστέλλει την ανάπτυξη, αμφότερα σε ακτινοβακτήρια από τον Αρκτικό Ωκεανό», εξήγησε η Tammela στο δελτίο τύπου.
Νέες ενώσεις
Το EPEC είναι μια κύρια αιτία σοβαρής διάρροιας, ιδιαίτερα σε παιδιά κάτω των πέντε ετών. Προσκολλάται στην εντερική επένδυση και εγχέει επιβλαβείς τοξίνες στα κύτταρα ξενιστές, διαταράσσοντας την κανονική λειτουργία των κυττάρων και οδηγώντας σε ασθένειες.
Σε αυτή τη μελέτη, οι ενώσεις εξήχθησαν από τέσσερα είδη ακτινοβακτηρίων που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια μιας νορβηγικής ερευνητικής αποστολής στην Αρκτική Θάλασσα το 2020.
Τα απομονωμένα ακτινοβακτήρια καλλιεργήθηκαν, εκχυλίστηκαν και δοκιμάστηκαν έναντι EPEC στο εργαστηριακό περιβάλλον.
«Οι περισσότερες προκλήσεις σχετίζονταν με τα δείγματα, τη μακρά διαδικασία που ξεκινά από την καλλιέργεια και την εκχύλιση μέχρι την κλασμάτωση και την απομόνωση», είπε η Tammela στην IE.
Η διαδικασία διαλογής ταυτοποίησε δύο προηγουμένως άγνωστες ενώσεις με ισχυρή αντιμολυσματική ή αντιβακτηριακή δράση. Η μία ένωση απομονώθηκε από ένα μη αναγνωρισμένο στέλεχος του Rhodococcus, που ονομάστηκε Τ091-5, ενώ η άλλη ελήφθη από ένα μη αναγνωρισμένο στέλεχος του Kocuria, με επισήμανση Τ160-2.
Μεταξύ των δύο, η ένωση T091-5 είναι πιο ελπιδοφόρα λόγω της έλλειψης επίδρασης στην ανάπτυξη EPEC.
«Αυτά είναι πολύ πρώιμα ευρήματα και οι ενώσεις θα πρέπει να μελετηθούν πολύ περισσότερο πριν μάθουμε αν είναι καλοί υποψήφιοι για θεραπευτικές εφαρμογές», σημείωσε ο συγγραφέας.
Η Tammela εξήγησε:
«Στο έγγραφό μας, στοχεύαμε κυρίως να δείξουμε πόσο ωφέλιμες μπορεί να είναι οι προηγμένες, φαινοτυπικές μέθοδοι προσυμπτωματικού ελέγχου για την ανακάλυψη νέων υποψηφίων αντιβιοτικών και πώς μπορούν να ενσωματωθούν στη μελέτη θαλάσσιων φυσικών προϊόντων όπου η ποσότητα του δείγματος μπορεί να είναι πολύ περιορισμένη».