Новый антибиотик широкого спектра получен из патогенной бактерии картофеля
Растущая угроза антимикробной резистентности заставляет исследователей искать новые соединения повсюду. На этой неделе в mBio международная команда учёных из Европы сообщила об открытии нового противогрибкового антибиотика соланимицина. Соединение, изначально выделенное из патогенной бактерии, поражающей картофель, по-видимому, продуцируется широким спектром родственных фитопатогенных бактерий.
Согласно исследователям, соланимицин действует против широкого круга грибов, известных своей способностью инфицировать и наносить ущерб сельскохозяйственным культурам. В лабораторных исследованиях соединение также действовало против Candida albicans — грибка, который в норме присутствует в организме, но может вызывать опасные инфекции. Результаты позволяют предположить, что соланимицин и родственные соединения могут быть полезны как в сельском хозяйстве, так и в клинической практике.
Большинство современных терапевтических антибиотиков производятся почвенными микробами, особенно из типа Actinobacteria. Новое открытие предполагает, что микроорганизмы, связанные с растениями, заслуживают пристального внимания, особенно по мере развития у культур устойчивости к существующим методам лечения, говорит микробиолог Рита Монсон, Ph.D., из Кембриджского университета. Она руководила исследованием совместно с молекулярным микробиологом Мигелем Матилья, Ph.D., из Испанского совета по научным исследованиям.
«Мы должны смотреть шире, на гораздо более обширные микробные популяции, доступные нам», — заявила Монсон.
Патогенная бактерия картофеля Dickeya solani, продуцирующая соланимицин, была впервые идентифицирована более 15 лет назад. Исследователи из лаборатории молекулярного микробиолога Джорджа Салмонда, Ph.D., в Кембриджском университете начали изучать её антибиотический потенциал около десяти лет назад.
«Эти штаммы появились быстро, и теперь они широко распространены», — сказал Матилья.
Соланимицин — не первый антибиотик, обнаруженный у этого микроба. В предыдущих работах исследователи обнаружили, что D. solani производит антибиотик окцидин А, который высокоактивен против множества грибковых патогенов растений.
Эти предыдущие открытия вместе с анализом генома бактерии намекали, что она может синтезировать дополнительные антибиотики, также с противогрибковым потенциалом, сказал Матилья. Эта догадка оправдалась: когда исследователи «заглушили» гены, ответственные за производство окцидина А, бактерия продолжала проявлять противогрибковую активность.
Это наблюдение привело к идентификации соланимицина и кластеров генов, ответственных за белки, которые производят это соединение.
Исследователи обнаружили, что бактерия использует это соединение экономно, производя его в ответ на плотность клеток. Кислая среда pH — как в картофеле — также активирует кластер генов соланимицина. Монсон отметила, что это выглядит как умный защитный механизм.
«Мы полагаем, что этот противогрибковый агент работает, убивая грибковых конкурентов, и бактерии получают от этого большую выгоду. Но вы не включаете его, если не находитесь в картофеле», — сказала Монсон.
Исследователи начали сотрудничать с химиками, чтобы больше узнать о молекулярной структуре соланимицина и лучше понять механизм его действия. Затем они надеются продолжить тестирование соединения на моделях растений и животных.
«Наши следующие шаги сосредоточены на попытках использовать этот антибиотик для защиты растений», — сказал Матилья. Команда рассматривает открытие как обнадёживающий знак того, что фитопатогены, такие как D. solani, могут быть использованы для производства соединений, применимых против болезней растений и людей.
«Мы должны быть открыты для изучения всего, что есть вокруг, чтобы найти новые антибиотики», — заключил Матилья.