Cercetarea relevă diversitatea neexplorată a mixobacteriilor pentru dezvoltarea de medicamente
Majoritatea antibioticelor utilizate în clinică sunt bazate pe compuși naturali produși de bacterii și alte microorganisme.
La Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS), cercetătorii folosesc mixobacterii din sol ca sursă de noi ingrediente active. Aceștia reușesc să descopere noi compuși activi în principal în bacterii care nu au fost studiate pe scară largă. După decenii de muncă, o echipă de cercetare HIPS a extins semnificativ diversitatea biologică a mixobacteriilor. Aceste microorganisme, împreună cu datele lor genetice, sunt acum disponibile pentru întreaga comunitate de cercetare, oferind baza pentru descoperirea de noi compuși bioactivi. Rezultatele cercetării au fost publicate în revista Advanced Science.
Amenințarea reprezentată de rezistența la antibiotice crește la nivel mondial. Cercetarea de noi compuși activi este, prin urmare, de o importanță capitală pentru a asigura tratamentul eficient al infecțiilor bacteriene în viitor. Compușii naturali joacă un rol crucial în acest context. Comparativ cu alte microorganisme, mixobacteriile rămân relativ neexplorate, ceea ce crește probabilitatea de descoperiri interesante. Cu cât diversitatea biologică a bacteriilor studiate este mai mare, cu atât cresc șansele de a produce compuși activi necunoscuți anterior. În studiul publicat, cercetătorii descriu 118 noi mixobacterii, precum și genomurile lor secvențiate. Astfel, aceștia extind semnificativ resursele genomice disponibile. HIPS este parte a Helmholtz Centre for Infection Research (HZI) în colaborare cu Universitatea Saarland.
Până acum, erau cunoscute doar unsprezece familii și 32 de genuri în cadrul ordinii mixobacteriilor. O echipă condusă de Prof. Rolf Müller, Director Științific al HIPS și șef al departamentului „Produse Naturale Microbiene”, a colectat mostre de sol de-a lungul mai multor decenii și a izolat în principal mixobacterii din acestea. Aceștia au fost sprijiniți în acest demers și de cetățeni care au participat la campania de știință cetățenească Microbelix. Ca rezultat, au reușit să extindă diversitatea acestor producători promițători de produse naturale la 28 de familii și 90 de genuri. În plus, cercetătorii au secvențiat genomurile tuturor mixobacteriilor nou descrise. „Bacteriile recent izolate și secvențele genomurilor lor ne oferă o comoară bogată de produse naturale noi și schițele lor genetice. În practic fiecare genom analizat, găsim mai multe secvențe de gene pentru producția de compuși activi potențiali pe care nimeni nu i-a mai văzut înainte – asta este incredibil de interesant”, spune Dr. Ronald Garcia, un om de știință în departamentul „Produse Naturale Microbiene”.
Pentru a permite cercetătorilor din întreaga lume să utilizeze aceste date, echipa HIPS a creat ABC-Myxo: un atlas interactiv, bazat pe web, al regiunilor genice pe care mixobacteriile le folosesc pentru a produce compuși activi. Serviciul este disponibil gratuit pentru cercetătorii din întreaga lume. Pe viitor, bacteriile însele vor fi întreținute în scopuri de cercetare de către Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures.
Echipa de cercetare a demonstrat de asemenea că noi compuși naturali pot fi obținuți din bacterii și informațiile lor genetice. În studiul lor, descriu cinci noi clase de compuși: Myxoquaterine care sunt eficiente împotriva fungilor, sandacrabinele împotriva virusurilor, iar sandarazolele au efecte antibacteriene. În plus, au fost descoperite noi siderofore sorangibactin, precum și pyxidicyclines, o nouă clasă de inhibitori ai topoizomerazei. „Datele noastre demonstrează impresionant cât de importantă este biodiversitatea microbiană pentru descoperirea de noi compuși naturali și activi”, afirmă Müller. „Aproape niciun compus nou nu poate fi găsit în microorganismele care au fost deja bine studiate. Colecția noastră de mixobacterii, pe de altă parte, oferă un potențial incomparabil pentru descoperirea unor structuri chimice cu adevărat noi. Aceasta, așadar, pune bazele pentru compuși activi de care este urgent nevoie pentru a trata eficient bolile infecțioase în viitor.”
Chiar și membrii interesați ai publicului pot contribui la extinderea continuă a diversității mixobacteriilor studiate: în cadrul proiectului participativ Microbelix, oricine este interesat poate colecta mostre de sol din zone aproape naturale, le poate trimite cercetătorilor de la HIPS și astfel poate contribui la descoperirea de noi compuși activi.
