De flesta antibiotika som används inom humanmedicin kommer från naturliga produkter som härrör från bakterier och andra mikrober. Nya mikroorganismer är därför en lovande källa till nya aktiva föreningar, även för behandling av sjukdomar som cancer eller virusinfektioner.
Ett team från Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS) har nu kunnat isolera en helt ny familj av bakterier som har en särskilt stor potential för produktion av aktiva substanser.
Forskarna har publicerat sina resultat i tidskriften Chem .
Det är sedan länge känt att bakteriella patogener i allt högre grad utvecklar resistens mot farmaceutiska medel. Ändå, sedan 1980-talet, har ingen ny aktiv ingrediens upptäckts som kan bekämpa resistens hos gramnegativa patogener på lång sikt. Förutom ekonomiska faktorer beror detta på att sökandet efter nya antibiotika är extremt svårt.
Forskare vid HIPS fokuserar på de tidigare föga studerade myxobakterierna som en källa till nya aktiva substanser. Dessa rovbakterier producerar antimikrobiella medel för att jaga andra mikroorganismer och använda dem som en källa till näringsämnen.
Ett team under ledning av HIPS-avdelningschef Prof. Rolf Müller har nu lyckats isolera en tidigare okänd familj av myxobakterier som har särskilt hög biosyntetisk och därför även farmaceutisk potential. HIPS är en plats för Helmholtz Center for Infection Research (HZI) i samarbete med Saarlands universitet.
Hittills har ordningen av myxobakterier bestått av sju familjer – med de fyra representanterna för de nyligen isolerade Pendulisporaceae har den åttonde familjen nu lagts till. De nya stammarna hittades i jordprover från Filippinerna och Zambia. Pendulisporaceae skiljer sig morfologiskt från alla tidigare kända myxobakterier och kännetecknas av ett sporuleringsbeteende som forskare tidigare kände till från ett annat släkte av bakterier, streptomycetes.
Dr Ronald Garcia, senior mikrobiolog från Department of Microbial Natural Products vid HIPS säger:"Pendulisporaceae visar morfologiska egenskaper hos streptomyceter, men fylogenetiskt tillhör de helt klart myxobakterierna. Denna kombination är unik och vi hoppas kunna lära oss mycket mer om komplex livsstil för myxobakterier från denna familj."
Med hjälp av genetiska analyser upptäckte forskarna också att den nya bakteriefamiljen har en enorm potential för produktion av naturprodukter:Upptäckten av Pendulisporaceae ökade antalet kända genetiska ritningar (så kallade biosyntetiska genkluster) för naturliga produkter från myxobakterier med som mycket som 9 %.
"Naturprodukter är en lovande utgångspunkt för utvecklingen av många läkemedel. Inom antibiotikaområdet är mer än 70 % av alla godkända aktiva substanser naturliga produkter eller derivat därav", säger Müller, vetenskaplig chef och chef för avdelningen för mikrobiella Naturliga produkter på HIPS.
"Vi har redan kunnat isolera spännande molekyler från de isolerade representanterna för Pendulisporaceae som vi aldrig har sett förut - vi är mycket spända på att se vad mer denna familj har att erbjuda oss."
Några av molekylerna som finns i den aktuella studien visar god aktivitet mot bakteriella och svamppatogener samt antivirala egenskaper i laboratorietester. Under de kommande åren kommer Pendulisporaceae och de naturprodukter de hyser att forskas vidare på vid HIPS och nya läkemedelskandidater kommer att identifieras.
Chanserna för detta är goda:98 % av genklusterfamiljerna som finns i de nya stammarna är naturliga produktritningar som ännu inte är tillgängliga i offentliga databaser.
Mer information: Ronald Garcia et al, Discovery of the Pendulisporaceae:En extremotolerant myxobakteriell familj med distinkt sporuleringsbeteende och produktiv specialiserad metabolism, Chem (2024). DOI:10.1016/j.chempr.2024.04.019
Journalinformation: Chem
Tillhandahålls av Helmholtz Association of German Research Centers
