Strokovnjaki so v razširjeni talni bakteriji odkrili skupino genov, ki kodira antibiotike, ti pa bi lahko učinkovali proti večkratno odpornim bakterijam. Raziskovalci menijo, da bi odkritje lahko privedlo do razvoja zdravil, proti katerim povzročitelji težje razvijejo odpornost. Število okužb, odpornih proti antibiotikom, narašča, saj bakterije nenehno razvijajo nove načine za izigravanje obstoječih zdravil, zato naj bi po napovedih med letoma 2025 in 2050 povzročile smrt približno 39 milijonov ljudi. Nujno so torej potrebni novi antibiotiki z novim mehanizmom delovanja.
V pred kratkim v reviji Nature objavljeni študiji raziskovalci poročajo o „genskem megaskupku“ v bakterijah Streptomyces, ki cilja na enega ključnih presnovnih procesov bakterij. Streptomyces je eden najbolj raziskanih bakterijskih rodov, ki proizvaja številne antibiotike, med drugim tudi tiste, uporabljene za izdelavo streptomicina – to je bil prvi učinkovit antibiotik proti tuberkulozi.
„V tako temeljito raziskanem sistemu so odkrili nekaj novega – nekaj, kar se je skrivalo pred našimi očmi,“ pravi Mark Blaskovich, ki se na Univerzi v Queenslandu ukvarja z razvojem antibiotikov. Genski skupek proizvaja pet spojin – štiri antibiotike in en protein –, ki ciljajo na različne stopnje nastajanja biotina, torej vitamina B7, ki je nepogrešljiv za rast bakterijskih celic. „Ker je evolucija to kombinacijo že optimizirala, jo morda lahko izkoristimo tudi mi za razvoj novih kombinacij antibiotikov,“ pravi Blaskovich.
Bakterijam je precej težje razviti odpornost proti antibiotikom, ki napadejo več točk temeljne presnovne poti, pojasnjuje Brendan Wren, mikrobiolog z Londonske šole za higieno in tropsko medicino. Najnovejša raziskava lahko poleg tega privede tudi do odkritja genskih skupkov, ki proizvajajo antibiotične spojine, vpletene v druge presnovne procese.
Soavtor študije Eric Brown, biokemik s kanadske univerze McMaster, je povedal, da sta s skupino biotinsko presnovo kot možno tarčo antibiotikov preučevala že več desetletij, ko so odkrili genski skupek. Pri preučevanju stravidinov – znanega razreda antibiotikov, ki ciljajo na biotin – se je izkazalo, da so geni, ki kodirajo te spojine, del večjega nabora DNK, ki sodeluje pri proizvodnji biotina.
Poleg tega ta DNK kodira še tri družine antibiotikov: acidomicin, α-Me-KAPA in novoodkrito družino spojin, imenovano dapamicin. Genska regija je vsebovala tudi gene za streptavidin, za katerega prav tako vedo, da cilja na biotin. Raziskovalna skupina je vlogo teh genov potrdila tako, da je klonirala 65.808 baznih parov dolg odsek DNK, ki je vseboval megaskupek, in ga vstavila v laboratorijski sev bakterij Streptomyces.
„Brez primere je, da bi na enem mestu našli štiri biosintezne genske skupke, ki proizvajajo štiri molekule, usmerjene na isto presnovno pot,“ pravi Brown. Skupina je podobne genske skupke našla tudi pri več vrstah Streptomyces, kar kaže, da so se med evolucijo ohranili, verjetno ker so zelo koristni.
Raziskovalci so nato štiri spojine preizkusili na miših, okuženih z večkratno odpornim sevom bakterije Escherichia coli. Dve od spojin, stravidin in α-Me-KAPA, sta zmanjšali raven bakterij v krvi, jetrih, ledvicah in vranici v primerjavi z netretiranimi živalmi. Pri kombinirani uporabi se je zdravljenje izkazalo za še učinkovitejše kot katero koli zdravilo posamično. Acidomicin in dapamicin pa sta sama po sebi komaj kaj učinkovala.
