Подводные леса — кладезь новых лекарств
Защитные соединения, производимые микроорганизмами, являются основным источником антибиотиков и других важных лекарств. Поскольку устойчивые патогены появляются быстрее, чем потенциальные средства против них, исследователи переносят поиск кандидатов в лекарства в океан.
Новое исследование, опубликованное в Frontiers in Microbiology, впервые показывает, что обычный вид водорослей Laminaria ochroleuca — богатый источник бактерий с антимикробной и противораковой активностью, а значит, и потенциальных новых лекарственных соединений.
20 000 кандидатов под водой
Почти через век после открытия Флемингом пенициллина в случайной плесени учёные продолжают искать новые антибиотики и лекарства среди микробов. На сегодня больше всех дали актинобактерии — семейство почвенных и донных бактерий, которые ведут себя как грибы.
«Около половины из 20 000+ известных на сегодня лекарственных кандидатов микробного происхождения получены от актинобактерий, — говорит старший автор исследования доктор Мария де Фатима Карвалью из Междисциплинарного центра морских и экологических исследований (CIIMAR, Португалия). — Теперь запас новых видов на суше, где они образуют споры и разветвлённые сети, как грибы, начинает иссякать».
Однако малоизученные морские актинобактерии могут оказаться ещё более богатым источником биологически активных микробных молекул.
«Уже известны несколько новых соединений-кандидатов, полученных от морских актинобактерий, — говорит Карвалью. — Среди них противораковое средство салинопорамид А, проходящее клинические испытания, и несколько новых антибиотиков, эффективных против устойчивых инфекций, таких как MRSA и туберкулёз».
Помощь от водорослей
В основном обитающие в донных отложениях, актинобактерии могут также жить внутри других организмов, включая бурые водоросли.
«Бурая водоросль Laminaria ochroleuca образует сложные структуры — леса из ламинарий, которые являются одними из самых разнообразных и продуктивных экосистем в мире, — говорит Карвалью. — Но до сих пор никто не характеризовал актинобактерии, живущие внутри L. ochroleuca».
Известно, что в других видах ламинарий актинобактерии производят защитные соединения в обмен на питательные вещества и убежище, что может быть источником новых лекарственных кандидатов.
Команда Карвалью проанализировала образец L. ochroleuca, собранный у скалистого берега на севере Португалии.
«После шести недель культивирования в лаборатории мы выделили из образца 90 штаммов актинобактерий».
Экстракты этих актинобактерий были проверены на антимикробную и противораковую активность.
«Сорок пять экстрактов подавляли рост Candida albicans, Staphylococcus aureus или обоих патогенов».
Некоторые экстракты были активны против этих распространённых патогенов даже в крайне низких концентрациях, что делает их перспективными кандидатами для открытия противомикробных препаратов. Несколько экстрактов также показали селективную противораковую активность.
«Семь экстрактов подавляли рост рака молочной железы и особенно рака нервных клеток, при этом не оказывая влияния на нераковые клетки».
Новые кандидаты в лекарства
«Это исследование показывает, что водоросль L. ochroleuca является богатым источником актинобактерий с перспективной антимикробной и противораковой активностью», — подводит итог Карвалью.
Дальнейшие тесты наиболее активных штаммов показали, что некоторые эффекты, вероятно, являются результатом действия вновь открытых соединений.
«Мы выявили экстракты двух штаммов актинобактерий, которые не соответствуют ни одному известному соединению в самой полной международной базе данных природных биологически активных соединений. Мы намерены продолжить работу над этими многообещающими результатами».