Ang Arctic sea ay lumalabas na isang potensyal na kayamanan ng mga bagong gamot

Natuklasan ng mga siyentipiko ang mga bagong compound sa bakterya ng Arctic Sea na maaaring labanan ang mga impeksyon na lumalaban sa antibiotic at magbigay daan para sa mga susunod na henerasyong gamot.

Ang problema ng paglaban sa antibiotic at mga bagong pagkakataon

Antibiotics ay ang batayan ng modernong gamot; kung wala ang mga ito, ang paggamot sa mga impeksyon at pagsasagawa ng mga operasyon ay magiging lubhang mapanganib. Gayunpaman, bawat taon ay nahaharap tayo sa lumalaking problema ng bacterial resistance sa mga antibiotic, habang ang bilis ng pagtuklas ng mga panimula na bagong antibiotic ay nahuhuli nang malaki.

Paggalugad ng mga bagong tirahan

May dahilan para sa pag-asa: 70% ng lahat ng lisensyadong antibiotic ay nagmumula sa actinobacteria na naninirahan sa lupa, ngunit karamihan sa mga tirahan sa Earth ay hindi pa na-explore. Ang paghahanap ng mga bagong antibiotic sa actinobacteria sa iba pang lugar na hindi pinag-aralan, gaya ng Arctic Sea, ay isang magandang diskarte. Lalo na kung ang mga bagong molecule ay matatagpuan na hindi direktang pumatay ng bakterya, ngunit binabawasan ang kanilang virulence (kakayahang magdulot ng sakit), na ginagawang mas mahirap para sa resistensya na bumuo at binabawasan ang posibilidad ng mga side effect.

Ang mga advanced na paraan ng screening ay nagpapakita ng mga bagong compound

"Sa aming pag-aaral, gumamit kami ng high-sensitivity screening (FAS-HCS) at Tir translocation assays upang partikular na makilala ang mga antivirulent at antibacterial compound mula sa actinobacteria extracts," sabi ni Dr. Päivi Tammela, propesor sa University of Helsinki, Finland, at nangungunang may-akda ng pag-aaral na inilathala sa journal Frontiers in Microbiology. "Nakakita kami ng dalawang natatanging compound: isang malaking phospholipid na pumipigil sa virulence ng enteropathogenic E. coli (EPEC) nang hindi naaapektuhan ang paglaki nito, at isang compound na pumipigil sa paglaki ng bacterial, parehong mula sa actinobacteria na nakahiwalay sa karagatan ng Arctic."

Upang pag-aralan ang mga kandidato sa droga, nagsagawa ang team ng isang automated screening system na idinisenyo upang gumana sa mga kumplikadong microbial extract. Ang mga mananaliksik ay bumuo ng isang bagong hanay ng mga pamamaraan na nagpapahintulot sa kanila na sabay na subukan ang antiviral at antibacterial na epekto ng daan-daang hindi kilalang mga compound. Pinili nila bilang target ang isang strain ng EPEC na nagdudulot ng matinding pagtatae sa mga batang wala pang limang taong gulang, lalo na sa mga umuunlad na bansa.

Pagtuklas ng mga antivirulent at antibacterial compound

Ang mga compound na pinag-aralan ay nakuha mula sa apat na species ng actinobacteria na nakahiwalay sa mga invertebrates na nakolekta sa Arctic Sea sa labas ng Svalbard sa panahon ng isang ekspedisyon ng Norwegian research vessel na Kronprinz Haakon noong Agosto 2020. Pagkatapos ay na-culture ang bacteria, ang mga cell ay kinuha at ang mga nilalaman nito ay pinaghiwalay sa mga fraction. Ang bawat bahagi ay nasubok sa vitro para sa EPEC na sumusunod sa colorectal carcinoma cells.

Natuklasan ng mga mananaliksik ang dalawang dating hindi kilalang compound na may natatanging biological na aktibidad: ang isa mula sa hindi kilalang strain (T091-5) ng genus Rhodococcus at ang isa pa mula sa hindi kilalang strain (T160-2) ng genus Kocuria. Ang tambalan mula sa strain T091-5, na kinilala bilang isang malaking phospholipid, ay nagpakita ng isang makapangyarihang antivirulence effect sa pamamagitan ng pagpigil sa pagbuo ng actin pedestal at EPEC na nagbubuklod sa Tir receptor sa ibabaw ng host cell. Ang tambalan mula sa strain T160-2 ay nagpakita ng malakas na mga katangian ng antibacterial, na pumipigil sa paglaki ng EPEC bacteria.

Mga magagandang resulta at mga susunod na hakbang

Ang detalyadong pagsusuri ay nagpakita na ang phospholipid mula sa strain T091-5 ay hindi pumipigil sa paglaki ng bacterial, na ginagawa itong isang promising na kandidato para sa antiviral therapy dahil binabawasan nito ang posibilidad na magkaroon ng resistensya. Kasabay nito, ang tambalan mula sa strain T160-2 ay humadlang sa paglaki ng bacterial at higit pang pag-aaralan bilang isang potensyal na bagong antibyotiko.

Ang mga pamamaraan ng HPLC-HR-MS2 ay ginamit upang ihiwalay at kilalanin ang mga compound na ito. Ang molekular na timbang ng phospholipid ay humigit-kumulang 700 at naantala nito ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng EPEC at mga host cell. "Kabilang sa mga susunod na hakbang ang pag-optimize ng mga kondisyon ng kultura para sa produksyon ng tambalan at paghiwalay ng sapat na halaga ng bawat tambalan para sa karagdagang paglalarawan ng kanilang istraktura at biological na aktibidad," idinagdag ni Tammela.