Šume morskih algi kriju ključ za prevladavanje otpornosti na antibiotike

Jedan od najvećih izazova s kojim se suočava današnja suvremena medicina je otpornost na antibiotike. Prošlo je gotovo stoljeće otkako je Penicillin prvi put otkriven u sojevima plijesni, a nakon toga medicinska znanost izolirala je tisuće obrambenih, antibiotskih spojeva iz mikroba. Ovi bioaktivni mikrobni metaboliti masovno su proizvedeni kao antibiotici za pomoć ljudima u borbi protiv infekcija.

Kako ljudski mikrobiom ovisi o komenzalnim (prijateljskim) mikrobima za optimalno funkcioniranje, antibiotici predstavljaju nove izazove dugoročnom zdravlju i održivosti ogromne mreže prijateljskih mikroorganizama koji žive u ljudskom crijevu.

Suvremeni antibiotici, iako su obično učinkoviti u akutnim situacijama, nisu održivo rješenje za dugoročnu imunost i zdravlje crijeva. Novo istraživanje objavljeno u Frontiers in Microbiology otkriva kako morske trave mogu biti ključ za prevladavanje otpornosti na antibiotike.

Mikroorganizmi u prvom redu djeluju za nas, a ne protiv nas

Uobičajena vrsta morske trave, nazvana Laminaria ochroleuca, bogat je izvor prijateljskih bakterija koje mogu pomoći čovjeku u borbi protiv mikrobne otpornosti, pružajući istovremeno antikancerogeno djelovanje. Ova vrsta morske trave, koja se naziva i zlatna alga, napunjena je gram-pozitivnim bakterijama koje se nazivaju aktinobakterije.

Aktinobakterije koje se trenutačno koriste u proizvodnji oko 10 000 različitih antibiotika, bazirane su na tlu i ključne su za razvoj antibiotika koji spašavaju život, vankomicini i rifamicini. Aktinobakterije pokazuju širok spektar bioaktivnih mikrobnih metabolita koji su se razvili uz nekoliko vrijednih biosintetskih genskih nakupina.

Sada se istraživači okreću moru kako bi pronašli potpuno novi izvor aktinobakterija i njihovih sekundarnih metabolita za liječenje bolesti. Jedan od najbogatijih izvora ovih mikrobnih lijekova može se pronaći u zlatnoj algi.

Jedna od autorica studije dr. Maria de Fátima Carvalho, kaže kako aktinobakterije tvore spore i razgranate mreže “baš poput gljivica”. Međutim, ti kopneni sekundarni metaboliti “počinju nestajati. “Još uvijek postoji bogatiji izvor bioaktivnih mikrobnih molekula u nedovoljno istraženom morskom tipu aktinobakterija. Svaki soj aktinobakterija sadrži genetske upute za proizvodnju između 15 i 25 sekundarnih metabolita.”

“Već je poznato nekoliko novih tragova u lijekovima dobivenima iz morskih Actinobacteria”, kaže Carvalho. „To uključuje antikancerogena sredstva salinosporamid A, koja su trenutno u fazi kliničkih ispitivanja, te nekoliko novih antibiotika koji su djelotvorni protiv infekcija otpornih na lijekove poput MRSA i tuberkuloze.“ Te aktinobakterije nalaze se na spužvama, ribama, školjkama, mangrovima i morskim sedimentima. Da bi ostala korak ispred evoluirajućih patogena, medicinska znanost mora se uključiti u metabolite aktinobakterija koje se nalaze u moru.

Četrdeset pet novih uzoraka aktinobakterija izoliranih iz zlatne alge moglo bi pomoći u borbi protiv infekcija i nekih vrsta raka
“Smeđa alga Laminaria ochroleuca formira složene strukture koje se nalaze među najraznovrsnijim i najproduktivnijim ekosustavima na svijetu”, kaže Carvalho. “Ali do sada nitko nije okarakterizirao actinobacterije koje žive unutar L. ochroleuca.”

Istraživački tim prikupio je uzorak Laminaria ochroleuca sa kamenite obale na sjeveru Portugala. Tijekom šest tjedana, istraživači su uzgajali 90 sojeva aktinobakterija iz uzorka alge. Dva izolirana soja nisu mogla biti identificirana u sveobuhvatnoj međunarodnoj bazi prirodnih bioaktivnih spojeva. Točno polovica mikrobnih ekstrakata (45 uzoraka) zaustavila je rast Candida albicans, Staphylococcus aureaus ili oboje.

Mikrobni ekstrakti bili su efikasni protiv ovih patogena u vrlo malim koncentracijama. Što je još značajnije, sedam ekstrakata aktinobakterija inhibira rast karcinoma živčanih stanica i karcinoma dojke. Ekstrakti nisu štetili stanicama bez karcinoma, što ih čini održivim kandidatom za razvoj novih imunoterapijskih lijekova.

“Ovo istraživanje otkriva da je morska trava L. ochroleuca bogat izvor Actinobacteria s obećavajućim antimikrobnim i antikancerogenim aktivnostima”, zaključuje Carvalho.