Putukatel elavad bakterid võivad pakkuda uusi antibiootikume
Paljud tänapäeval kasutatavad antibiootikumid pärinesid mullas elavatelt bakteritelt. Nüüd näitavad hiljutised uuringud, et putukatel elavad bakterid võivad tavaliste ravimiresistentsete superbugide vastu võidelda tõhusamalt kui mullast pärit bakterid.
Wisconsini-Madisoni ülikooli teadlased on läbi viinud putukate peal elavate mikroobide antibiootilise aktiivsuse kõigi aegade suurima ja põhjalikuma uurimise.
Uue uuringu esiletõst on uue antibiootikumi avastamine Cyphomyrmex ant, mis on Brasiilia liik, mis kasvatab seeni. Teadlased nimetasid ühendit tsüfomütsiiniks.
Laboratoorsed testid näitasid, et tsüfomütsiin suudab võidelda enamike teiste antibiootikumide vastu võitnud seentega. Ühend ravis hiirtel ka seeninfektsiooni, põhjustamata toksilisi kõrvaltoimeid.
Hiljutises Looduskommunikatsioon Nende leidude kohta selgitab meeskond, et uute antibiootikumide puudumine aitab kaasa antibiootikumiresistentsete infektsioonide kasvavale ülemaailmsele ohule.
"Süstemaatilise hindamise kaudu," märgivad autorid, "näitame, et putukate mikrobioomid pakuvad paljutõotavat uudsete looduslike toodete allikat."
Antibiootikumiresistentsuse suurenev oht
Antibiootikumiresistentsus tekib siis, kui nakkuslikud bakterid, seened ja muud patogeenid ei alistu enam nende tapmiseks kasutatud ravimitele. Selle asemel nad kasvavad edasi.
Antibiootikumiresistentsete patogeenide põhjustatud infektsioonid nõuavad tavaliselt pikemat haiglas viibimist ja suuremat arvu arstide järelvisiite. Lisaks on ravil tavaliselt suuremad kulud ja toksilisemad kõrvaltoimed.
2018. aastal avaldas Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) seireandmed, mis kinnitasid antibiootikumiresistentsuse põhjustatud ülemaailmse ohu tõsidust.
Andmed näitavad, et kogu maailmas muutuvad mõned kõige levinumad infektsioonid ravimiresistentseks.
Ameerika Ühendriikides on haiguste tõrje ja ennetamise keskuste (CDC) hinnangul antibiootikumiresistentsed bakterid nakatanud igal aastal vähemalt 2 miljonit inimest ja põhjustanud 23 000 surma.
Peamine mure ülemaailmse antibiootikumiresistentsuskriisi osas on see, et uute ravimite tüübid ja arv ei ole ohu ületamiseks piisavad.
WHO kordas oma hoiatust selle kohta 2017. aasta aruandes. Ülemaailmne agentuur teatas, et enamus kliinilises arenduses olevast 51 antibiootikumist olid “olemasolevate antibiootikumiklasside modifikatsioonid” ja pakuksid ainult lühiajalisi lahendusi.
Putukates sama palju baktereid kui mullas
Enamik tänapäeval kasutatavaid antibiootikumitüüpe on pärit Streptomyces bakterid, suur perekond, mis hakkas arenema umbes 400 miljonit aastat tagasi.
Selle aja jooksul Streptomyces liigid on arenenud ja kohanenud erinevate elupaikade, näiteks pinnase ja putukatega. Bakterite poolt toodetud ühendite keemia peegeldab nende erinevaid suundi.
Geneetilised uuringud on näidanud, et ainult üks tüvi Streptomyces võivad potentsiaalselt toota kümneid ühendeid, mis sarnanevad juba antibiootikumidena kasutatavate ühenditega. Lisaks sisaldavad bakterid tohutul hulgal asjakohaseid biosünteetilisi geenikomplekte.
Nendel põhjustel uurivad teadlased intensiivselt Streptomyces bakterid, eeldades, et nad avastavad uusi ravimeid antibiootikumiresistentsuse vastu võitlemiseks.
Uue uuringu autorid toovad siiski välja, et uudsete antibiootikumide otsimine mullapõhiselt Streptomyces "Avastage teadaolevad ühendid suures osas uuesti." Samuti märgivad nad, et üheski uuringus ei ole mikrobiome süstemaatiliselt otsitud. Nii otsustasid nad keskenduda Streptomyces putukatel.
Nad kogusid üle 2500 putukaliigi, alates sipelgatest, mesilastest ja kärbestest kuni mardikate, ööliblikate, liblikate jt. Ligikaudu kolmandik tuli mõõduka kliimaga piirkondadest, teine kolmandik troopikast ja ülejäänu külmematest piirkondadest, näiteks Arktika.
Teadlased märgivad, et vastupidiselt "valitsevale eeldusele" Streptomyces liike on mullas kõige rohkem, nende järeldused viitavad sellele, et putukates on baktereid sama palju.
Putukate bakterid on võimsamad
Putukad andsid testimiseks üle 10 000 bakteritüve. Teadlased uurisid ka 7000 mullast ja taimest pärinevat tüve.
Järgnes väga võimas ja intensiivne testide kogum, mis hõlmas kokku üle 50 000 katse.
Meeskond testis, kui hästi iga tüvi Streptomyces suutis peatada 24 erineva idu kasvu, sealhulgas mõne, mis võib tõsiselt kahjustada, näiteks metitsilliiniresistentne superbug Staphylococcus aureus (MRSA).
Tulemused näitasid seda Streptomyces putukatelt pärinevad tüved suutsid nakkusohtlike bakterite ja seentega võidelda võimsamalt kui mullast või taimedest pärit tüved.
Meeskond testis hiirtel ka mõningaid lootustandvamaid tüvesid. Need tüved olid bakteriaalsete ja seeninfektsioonide hävitamisel väga tõhusad ja ainult vähestel olid toksilised kõrvaltoimed.
Uuringu teises osas keskendusid teadlased tsüfomütsiinile, seenevastasele ühendile, mille nad olid leidnud Streptomyces bakterid brasiillasel Cyphomyrmex seeni kasvav sipelgas.
Pärast tsüfomütsiini keemilise struktuuri analüüsimist puhastasid nad seda ja näitasid, et see suudab ravida Candida albicans hiirtel. C. albicans on seen, mis nakatab tavaliselt nõrgenenud immuunsusega inimesi. Samuti näis ühendil olevat hiirtel vähe toksilisi kõrvaltoimeid.
Las putukad otsivad
Meeskond ei üllatunud, kui leidis, et putukad võivad olla rikkalik uute antibiootikumide allikas. Putukate ellujäämine sõltub mikroobide kaasategemisest, mis aitavad võidelda ka arenevate patogeenidega.
Teadlased rõhutavad ka, et kuna bakterid on putukatega koos osalenud, võivad need pakkuda kahte eelist. Esiteks on need vähem tõenäolised mürgised ja teiseks võivad need olla efektiivsed ravimiresistentsete patogeenide vastu.
"Putukad uurivad meid," ütleb bakterioloogia professor ja uuringu vanemautor Cameron R. Currie.
Ta ja tema kolleegid järeldavad:
"Putukatega seotud lubadus Streptomyces uue antimikroobikumide allikana on potentsiaal ergutada stagneerunud antibakteriaalsete ja seentevastaste avastuste torustikke. "
