Bakterije koje žive na insektima mogle bi osigurati nove antibiotike
Mnogi antibiotici koji se danas koriste potječu od bakterija koje žive u tlu. Nedavno istraživanje otkriva da bi bakterije koje žive na insektima mogle biti učinkovitije u borbi protiv uobičajenih superbug otpornih na lijekove od bakterija iz tla.
Znanstvenici sa Sveučilišta Wisconsin-Madison proveli su dosad najveće i najtemeljitije istraživanje antibiotske aktivnosti mikroba koji žive na insektima.
Vrhunac nove studije je otkriće novog antibiotika u Cyphomyrmex mrav, brazilska vrsta koja uzgaja gljive. Istraživači su spoj nazvali cyphomycin.
Laboratorijski testovi pokazali su da se cifomicin može boriti protiv gljivica koje su porazile većinu drugih antibiotika. Spoj je također liječio gljivičnu infekciju kod miševa, a da nije stvorio toksične nuspojave.
U nedavnom Prirodne komunikacije U radu na tim nalazima, tim objašnjava da nedostatak novih antibiotika doprinosi rastućoj globalnoj prijetnji infekcija otpornih na antibiotike.
"Kroz našu sustavnu procjenu", napominju autori, "pokazujemo da mikrobiomi insekata predstavljaju obećavajući izvor novih prirodnih proizvoda."
Rastuća prijetnja rezistencije na antibiotike
Otpornost na antibiotike nastaje kada zarazne bakterije, gljivice i drugi patogeni više ne podlegnu lijekovima koji su ih nekada ubijali. Umjesto toga, oni nastavljaju rasti.
Infekcije uzrokovane patogenima otpornim na antibiotike obično zahtijevaju dulji boravak u bolnici i veći broj naknadnih posjeta liječnika. Uz to, tretmani obično imaju veće troškove i toksičnije nuspojave.
Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) objavila je 2018. godine podatke o nadzoru koji su potvrdili ozbiljnost globalne prijetnje koju rezistencija na antibiotike predstavlja.
Podaci otkrivaju da diljem svijeta neke od najčešćih infekcija postaju otporne na lijekove.
U Sjedinjenim Državama, Centri za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) procjenjuju da bakterije otporne na antibiotike zaraze najmanje 2 milijuna ljudi i uzrokuju 23 000 smrtnih slučajeva svake godine.
Ključna zabrinutost u vezi s globalnom krizom rezistencije na antibiotike jest da vrste i broj novih lijekova u pripremi neće biti dovoljni za prevladavanje prijetnje.
WHO je svoje upozorenje na ovo ponovio u izvješću iz 2017. godine. Globalna agencija izjavila je da je većina od 51 antibiotika u kliničkom razvoju "modifikacija postojećih klasa antibiotika" i da će ponuditi samo kratkoročna rješenja.
Jednako toliko bakterija u insektima kao i u tlu
Većina vrsta antibiotika koji se danas koriste potječu iz Streptomice bakterija, veliki rod koji se počeo razvijati prije otprilike 400 milijuna godina.
Tijekom tog razdoblja, Streptomice vrste su se razvile i prilagodile različitim staništima, poput tla i insekata. Kemija u spojevima koje bakterije proizvode odražavaju njihove različite linije.
Genetske studije pokazale su da je samo jedan soj Streptomice potencijalno mogao proizvesti desetke spojeva sličnih onima koji se već koriste kao antibiotici. Uz to, bakterije sadrže ogroman broj "relevantnih biosintetskih genskih setova".
Iz tih razloga znanstvenici intenzivno proučavaju Streptomice bakterija s očekivanjem da će otkriti nove lijekove za borbu protiv rezistencije na antibiotike.
Međutim, autori nove studije ističu da se novi antibiotici traže u zemlji Streptomice "Uglavnom ponovno otkriti poznate spojeve." Također primjećuju da nijedna studija nije sustavno pretraživala mikrobiome. Dakle, odlučili su se usredotočiti na Streptomice kod kukaca.
Prikupili su više od 2500 vrsta insekata, od mrava, pčela i muha do kornjaša, moljaca, leptira i još mnogo toga. Otprilike trećina potječe iz regija s umjerenom klimom, druga trećina dolazi iz tropskih krajeva, a ostatak dolazi iz hladnijih područja, poput Arktika.
Istraživači primjećuju da, suprotno "prevladavajućoj pretpostavci" da Streptomice vrsta ima najviše u tlu, njihovi nalazi sugeriraju da je bakterija podjednako puno u insektima.
Bakterije insekata su moćnije
Insekti su dali više od 10 000 sojeva bakterija za testiranje. Istraživači su također ispitali 7000 sojeva koji su došli iz tla i biljaka.
Slijedila je vrlo moćna, intenzivna baterija testova, koja je ukupno obuhvaćala više od 50 000 pokusa.
Tim je testirao koliko dobro svaki soj Streptomice uspio zaustaviti rast 24 različite vrste klica, uključujući one koje mogu nanijeti ozbiljnu štetu, poput superbube otporne na meticilin Staphylococcus aureus (MRSA).
Rezultati su to pokazali Streptomice sojevi koji su potjecali od insekata mogli su se snažnije boriti protiv zaraznih bakterija i gljivica od sojeva koji su dolazili iz tla ili biljaka.
Tim je također testirao neke od obećavajućih sojeva na miševima. Ti su sojevi bili vrlo učinkoviti u ubijanju bakterijskih i gljivičnih infekcija, a samo je nekolicina imala toksične nuspojave.
U drugom dijelu studije, istraživači su se usredotočili na cipomicin, antimikotični spoj u kojem su pronašli Streptomice bakterija na brazilskom Cyphomyrmex gljivica koja raste.
Nakon analize kemijske strukture cifomicina, pročistili su ga i pokazali da može liječiti Candida albicans kod miševa. C. albicans je gljiva koja obično zarazi ljude s oslabljenim imunološkim sustavom. Čini se da spoj također ima malo toksičnih nuspojava kod miševa.
Neka insekti 'rade na potrazi'
Tim se nije iznenadio kad je otkrio da insekti mogu biti bogat izvor novih antibiotika. Preživljavanje insekata ovisi o koevoluciji s mikrobima koji pomažu u borbi protiv patogena koji se također razvijaju.
Istraživači također ističu da bi bakterije mogle ponuditi dvije prednosti jer su se suživjele s insektima. Prvo, manja je vjerojatnost da su toksični, a drugo, mogli bi biti učinkoviti protiv patogena otpornih na lijekove.
"Insekti pretražuju umjesto nas", kaže Cameron R. Currie, profesor bakteriologije i viši autor studije.
On i njegove kolege zaključuju:
“Obećanje povezano s insektima Streptomice jer novi izvor antimikrobnih sredstava može oživjeti stagnirane cjevovode za otkrivanje antibakterija i antimikotika. "
