Τα βακτήρια που ζουν σε έντομα θα μπορούσαν να παρέχουν νέα αντιβιοτικά
Πολλά αντιβιοτικά που χρησιμοποιούνται σήμερα προέρχονται από βακτήρια που ζουν στο έδαφος. Τώρα, πρόσφατη έρευνα αποκαλύπτει ότι τα βακτήρια που ζουν σε έντομα θα μπορούσαν να είναι πιο αποτελεσματικά στην καταπολέμηση κοινών ανθεκτικών στα φάρμακα superbugs από τα βακτήρια από το έδαφος.
Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν-Μάντισον έχουν πραγματοποιήσει τη μεγαλύτερη και πιο εμπεριστατωμένη διερεύνηση της αντιβιοτικής δραστηριότητας μικροβίων που ζουν σε έντομα.
Ένα σημαντικό σημείο της νέας μελέτης είναι η ανακάλυψη ενός νέου αντιβιοτικού στο Cyphomyrmex μυρμήγκι, το οποίο είναι ένα βραζιλιάνικο είδος που καλλιεργεί μύκητες. Οι ερευνητές ονόμασαν την ένωση cyphomycin.
Εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι η κυφομυκίνη μπορούσε να καταπολεμήσει τους μύκητες που έχουν νικήσει τα περισσότερα άλλα αντιβιοτικά. Η ένωση αντιμετώπισε επίσης μυκητιασική λοίμωξη σε ποντίκια χωρίς να προκαλέσει τοξικές παρενέργειες.
Σε πρόσφατο Επικοινωνία φύσης έγγραφο σχετικά με αυτά τα ευρήματα, η ομάδα εξηγεί ότι η έλλειψη νέων αντιβιοτικών συμβάλλει στην αυξανόμενη παγκόσμια απειλή ανθεκτικών στα αντιβιοτικά λοιμώξεων.
«Μέσω της συστηματικής αξιολόγησής μας», σημειώνουν οι συγγραφείς, «δείχνουμε ότι τα μικροβιώματα εντόμων αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη πηγή νέων φυσικών προϊόντων».
Η αυξανόμενη απειλή αντοχής στα αντιβιοτικά
Η αντοχή στα αντιβιοτικά προκύπτει όταν μολυσματικά βακτήρια, μύκητες και άλλα παθογόνα δεν υποκύπτουν πλέον σε φάρμακα που τα σκοτώνουν. Αντ 'αυτού, συνεχίζουν να αυξάνονται.
Οι λοιμώξεις που οφείλονται σε ανθεκτικά στα αντιβιοτικά παθογόνα απαιτούν συνήθως μεγαλύτερη παραμονή στο νοσοκομείο και μεγαλύτερο αριθμό επισκέψεων παρακολούθησης από γιατρούς. Επιπλέον, οι θεραπείες τείνουν να έχουν υψηλότερο κόστος και πιο τοξικές παρενέργειες.
Το 2018, ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) δημοσίευσε στοιχεία παρακολούθησης που επιβεβαίωσαν τη σοβαρότητα της παγκόσμιας απειλής που δημιουργεί η αντοχή στα αντιβιοτικά.
Τα δεδομένα αποκαλύπτουν ότι, σε όλο τον κόσμο, μερικές από τις πιο συχνές λοιμώξεις γίνονται ανθεκτικές στα φάρμακα.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC) εκτιμούν ότι τα ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια μολύνουν τουλάχιστον 2 εκατομμύρια άτομα και προκαλούν 23.000 θανάτους κάθε χρόνο.
Μια βασική ανησυχία σχετικά με την παγκόσμια κρίση αντοχής στα αντιβιοτικά είναι ότι οι τύποι και ο αριθμός των νέων φαρμάκων που βρίσκονται σε εξέλιξη δεν θα επαρκούν για να ξεπεραστεί η απειλή.
Ο ΠΟΥ επανέλαβε την προειδοποίησή τους για αυτό σε μια έκθεση του 2017. Ο παγκόσμιος οργανισμός δήλωσε ότι τα περισσότερα από τα 51 αντιβιοτικά στην κλινική ανάπτυξη ήταν «τροποποιήσεις υφιστάμενων κατηγοριών αντιβιοτικών» και θα προσφέρουν μόνο βραχυπρόθεσμες λύσεις.
Εξίσου πολλά βακτήρια στα έντομα όπως και στο έδαφος
Οι περισσότεροι τύποι αντιβιοτικών που χρησιμοποιούνται σήμερα προέρχονται Στρεπτομύκητες βακτήρια, ένα μεγάλο γένος που άρχισε να εξελίσσεται περίπου 400 εκατομμύρια χρόνια πριν.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, Στρεπτομύκητες τα είδη έχουν εξελιχθεί και προσαρμοστεί σε διαφορετικούς οικοτόπους, όπως το έδαφος και τα έντομα. Η χημεία στις ενώσεις που παράγουν τα βακτήρια αντικατοπτρίζει τις αποκλίνουσες γενεαλογίες τους.
Γενετικές μελέτες έχουν δείξει ότι μόνο ένα στέλεχος Στρεπτομύκητες θα μπορούσε ενδεχομένως να παράγει δεκάδες ενώσεις παρόμοιες με εκείνες που ήδη χρησιμοποιούνται ως αντιβιοτικά. Επιπλέον, τα βακτήρια περιέχουν τεράστιο αριθμό «σχετικών βιοσυνθετικών συνόλων γονιδίων».
Για αυτούς τους λόγους, οι επιστήμονες μελετούν εντατικά Στρεπτομύκητες βακτήρια με την προσδοκία ότι θα ανακαλύψουν νέα φάρμακα για την καταπολέμηση της αντοχής στα αντιβιοτικά.
Ωστόσο, οι συγγραφείς της νέας μελέτης επισημαίνουν ότι αναζητούν νέα αντιβιοτικά με βάση το έδαφος Στρεπτομύκητες "Ανακαλύπτουν σε μεγάλο βαθμό γνωστές ενώσεις." Σημειώνουν επίσης ότι καμία μελέτη δεν έχει αναζητήσει συστηματικά μικροβιοτικά. Έτσι, επέλεξαν να επικεντρωθούν Στρεπτομύκητες σε έντομα.
Συλλέγουν περισσότερα από 2.500 είδη εντόμων, που κυμαίνονται από μυρμήγκια, μέλισσες και μύγες μέχρι σκαθάρια, σκώρους, πεταλούδες και άλλα. Περίπου το ένα τρίτο προήλθε από περιοχές με εύκρατο κλίμα, ένα άλλο τρίτο προήλθε από τις τροπικές περιοχές, και οι υπόλοιποι προέρχονταν από ψυχρότερες περιοχές, όπως η Αρκτική.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι, σε αντίθεση με την «επικρατούσα υπόθεση» αυτό Στρεπτομύκητες Τα είδη είναι πιο άφθονα στο έδαφος, τα ευρήματά τους δείχνουν ότι τα βακτήρια είναι εξίσου άφθονα στα έντομα.
Τα βακτήρια από έντομα είναι πιο ισχυρά
Τα έντομα απέδωσαν περισσότερα από 10.000 στελέχη βακτηρίων προς δοκιμή. Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης 7.000 στελέχη που προέρχονταν από χώμα και φυτά.
Ακολούθησε μια πολύ ισχυρή, εντατική σειρά δοκιμών, η οποία περιελάμβανε περισσότερες από 50.000 δοκιμές συνολικά.
Η ομάδα εξέτασε πόσο καλά κάθε στέλεχος Στρεπτομύκητες μπόρεσε να σταματήσει την ανάπτυξη 24 διαφορετικών ειδών μικροβίων, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων που μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη, όπως το superbug ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Η ασθένεια του σταφυλοκοκου (MRSA).
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι Στρεπτομύκητες στελέχη που προέρχονταν από έντομα ήταν σε θέση να καταπολεμήσουν τα μολυσματικά βακτήρια και τους μύκητες πιο δυνατά από τα στελέχη που προέρχονταν από χώμα ή φυτά.
Η ομάδα δοκίμασε επίσης μερικά από τα πιο πολλά υποσχόμενα στελέχη σε ποντίκια. Αυτά τα στελέχη ήταν πολύ αποτελεσματικά στη θανάτωση βακτηριακών και μυκητιασικών λοιμώξεων, και μόνο μερικά είχαν τοξικές παρενέργειες.
Σε ένα άλλο μέρος της μελέτης, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην κυφομυκίνη, μια αντιμυκητιακή ένωση στην οποία είχαν βρει Στρεπτομύκητες βακτήρια στη Βραζιλία Cyphomyrmex μυρμήγκι που αναπτύσσεται από μύκητες.
Αφού ανέλυσαν τη χημική δομή της κυφομυκίνης, την καθαρίστηκαν και έδειξαν ότι θα μπορούσε να θεραπεύσει Candida albicans σε ποντίκια. Γ. Αλμπικά είναι ένας μύκητας που μολύνει συνήθως άτομα με εξασθενημένο ανοσοποιητικό σύστημα. Η ένωση φαίνεται επίσης να έχει λίγες τοξικές παρενέργειες στα ποντίκια.
Αφήστε τα έντομα να «κάνουν την αναζήτηση»
Η ομάδα δεν εξεπλάγη όταν διαπίστωσε ότι τα έντομα θα μπορούσαν να αποτελέσουν πλούσια πηγή νέων αντιβιοτικών. Η επιβίωση των εντόμων εξαρτάται από τη συνύπαρξη με μικρόβια που βοηθούν στην καταπολέμηση των παθογόνων που επίσης εξελίσσονται.
Οι ερευνητές επισημαίνουν επίσης ότι επειδή τα βακτήρια συνυπάρχουν με έντομα, θα μπορούσαν να προσφέρουν δύο πλεονεκτήματα. Πρώτον, είναι λιγότερο πιθανό να είναι τοξικά και, δεύτερον, θα μπορούσαν να είναι αποτελεσματικά έναντι των ανθεκτικών στα φάρμακα παθογόνων.
«Τα έντομα κάνουν την αναζήτηση για εμάς», λέει ο Cameron R. Currie, καθηγητής βακτηριολογίας και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης.
Αυτός και οι συνάδελφοί του καταλήγουν:
«Η υπόσχεση που σχετίζεται με έντομα Στρεπτομύκητες ως μια νέα πηγή αντιμικροβιακών έχει τη δυνατότητα να αναζωογονήσει τους στάσιμους αντιβακτηριακούς και αντιμυκητιακούς αγωγούς ανακάλυψης. "
