Arktik denizinin yeni ilaçlar için potansiyel bir hazine olduğu ortaya çıktı

Bilim insanları, Arktik Denizi bakterilerinde antibiyotik dirençli enfeksiyonlarla savaşabilecek ve yeni nesil ilaçların önünü açabilecek yeni bileşikler keşfetti.

Antibiyotik direnci sorunu ve yeni fırsatlar

Antibiyotikler modern tıbbın temelidir; onlarsız enfeksiyonları tedavi etmek ve ameliyat yapmak son derece riskli olurdu. Ancak her yıl antibiyotiklere karşı artan bir bakteri direnci sorunuyla karşı karşıyayız ve temelde yeni antibiyotiklerin keşfedilme hızı önemli ölçüde geride kalıyor.

Yeni yaşam alanlarını keşfetmek

Umut için bir neden var: Tüm lisanslı antibiyotiklerin %70'i toprakta yaşayan aktinobakterilerden geliyor, ancak Dünya'daki çoğu yaşam alanı henüz keşfedilmedi. Arktik Denizi gibi diğer, yeterince incelenmemiş yerlerdeki aktinobakteriler arasında yeni antibiyotikler aramak umut verici bir stratejidir. Özellikle bakterileri doğrudan öldürmeyen, ancak virülanslarını (hastalığa neden olma yeteneklerini) azaltan, böylece direnç geliştirmeyi zorlaştıran ve yan etki olasılığını azaltan yeni moleküller bulunabilirse.

Gelişmiş tarama yöntemleri yeni bileşikleri ortaya çıkarıyor

Finlandiya Helsinki Üniversitesi'nde profesör ve Frontiers in Microbiology dergisinde yayınlanan çalışmanın baş yazarı olan Dr. Päivi Tammela, "Çalışmamızda, aktinobakteri özütlerinden antivirülan ve antibakteriyel bileşikleri özel olarak tanımlamak için yüksek hassasiyetli tarama (FAS-HCS) ve Tir translokasyon analizleri kullandık" diyor. " İki ayrı bileşik bulduk: Enteropatojenik E. coli'nin (EPEC) virülansını büyümesini etkilemeden engelleyen büyük bir fosfolipid ve bakteri büyümesini engelleyen bir bileşik, ikisi de Arktik okyanusundan izole edilen aktinobakterilerden."

İlaç adaylarını analiz etmek için ekip, karmaşık mikrobiyal özütlerle çalışmak üzere tasarlanmış otomatik bir tarama sistemi yürüttü. Araştırmacılar, yüzlerce bilinmeyen bileşiğin antiviral ve antibakteriyel etkilerini aynı anda test etmelerine olanak tanıyan yeni bir yöntem seti geliştirdiler. Hedef olarak, özellikle gelişmekte olan ülkelerde beş yaş altı çocuklarda şiddetli ishale neden olan bir EPEC suşunu seçtiler.

Antivirülan ve antibakteriyel bileşiklerin keşfi

İncelenen bileşikler, Ağustos 2020'de Norveç araştırma gemisi Kronprinz Haakon'un bir seferi sırasında Svalbard açıklarında Arktik Denizi'nde toplanan omurgasızlardan izole edilen dört aktinobakteri türünden elde edildi. Daha sonra bakteriler kültürlendi, hücreler çıkarıldı ve içerikleri fraksiyonlara ayrıldı. Her fraksiyon, kolorektal karsinom hücrelerine yapışan EPEC açısından in vitro test edildi.

Araştırmacılar, farklı biyolojik aktivitelere sahip daha önce bilinmeyen iki bileşik keşfettiler: biri Rhodococcus cinsinin bilinmeyen bir suşundan (T091-5) ve diğeri Kocuria cinsinin bilinmeyen bir suşundan (T160-2). Büyük bir fosfolipid olarak tanımlanan T091-5 suşundan gelen bileşik, aktin kaidesi oluşumunu ve EPEC'in konak hücre yüzeyindeki Tir reseptörüne bağlanmasını engelleyerek güçlü bir antivirülans etkisi gösterdi. T160-2 suşundan gelen bileşik, EPEC bakterilerinin büyümesini engelleyerek güçlü antibakteriyel özellikler gösterdi.

Umut verici sonuçlar ve sonraki adımlar

Ayrıntılı analiz, T091-5 suşundan gelen fosfolipidin bakteri büyümesini engellemediğini gösterdi ve bu da direnç geliştirme olasılığını azalttığı için antiviral tedavi için umut vadeden bir aday haline geldi. Aynı zamanda, T160-2 suşundan gelen bileşik bakteri büyümesini engelledi ve potansiyel yeni bir antibiyotik olarak daha fazla incelenecek.

Bu bileşikleri izole etmek ve tanımlamak için HPLC-HR-MS2 yöntemleri kullanıldı. Fosfolipidin moleküler ağırlığı yaklaşık 700'dü ve EPEC ile konak hücreler arasındaki etkileşimi bozdu. Tammela, "Bir sonraki adımlar, bileşik üretimi için kültür koşullarının optimize edilmesi ve yapılarının ve biyolojik aktivitelerinin daha fazla karakterizasyonu için her bileşiğin yeterli miktarlarının izole edilmesini içeriyor" diye ekledi.