Forskare vid universitetssjukhuset Bonn (UKB), universitetet i Bonn och det tyska centret för infektionsforskning (DZIF) har upptäckt ett nytt lantibiotikum, nämligen epilancin A37. Den produceras av stafylokocker som koloniserar huden och verkar specifikt mot deras främsta konkurrent där, corynebakterierna.
Denna specificitet förmedlas förmodligen av en mycket speciell verkningsmekanism, som forskarna kunde dechiffrera i detalj. Deras resultat har nu publicerats i ISME Journal .
På grund av ökad antibiotikaresistens hos patogener som orsakar infektioner är utvecklingen av nya antibakteriella substanser viktig. Förhoppningar finns på en ny grupp ämnen som produceras av grampositiva bakterier, lantibiotika. Dessa är antimikrobiella peptider som ofta har ett mycket snävt aktivitetsspektrum.
"Sådana föreningar är mycket intressanta ur medicinsk synvinkel, eftersom de specifikt skulle kunna attackera enskilda grupper av organismer utan att påverka hela bakteriefloran, som till exempel är fallet med bredspektrumantibiotika", säger motsvarande författare Dr. Fabian Grein , tills nyligen chef för DZIF-forskningsgruppen "Bacterial Interference" vid Institute of Pharmaceutical Microbiology vid UKB och medlem av det transdisciplinära forskningsområdet (TRA) "Life &Health" vid universitetet i Bonn.
UKB:s forskargrupp ledd av Fabian Grein och Tanja Schneider, tillsammans med teamet ledd av Ulrich Kubitscheck, professor i biofysikalisk kemi vid universitetet i Bonn, har nu upptäckt ett nytt lantibiotikum, nämligen epilancin A37. Det produceras av stafylokocker, som är typiska kolonisatorer av hud och slemhinnor. Lite är känt om dessa antimikrobiella peptider.
"Vi kunde visa att epilering är utbredd hos stafylokocker, vilket understryker deras ekologiska betydelse", säger första författaren Jan-Samuel Puls, doktorand från universitetet i Bonn vid Institutet för farmaceutisk mikrobiologi vid UKB. Detta beror på att stafylokocker och corynebakterier är viktiga släkten av den mänskliga mikrobiotan – det vill säga helheten av alla mikroorganismer som bakterier och virus – i näsan och huden, som är nära kopplade till hälsa och sjukdom.
Behovet av att producera en sådan förening indikerar en uttalad konkurrens mellan arterna. Forskarna kunde visa att det nyupptäckta epilancin A37 verkar mycket specifikt mot corynebakterier, som är bland stafylokockernas främsta konkurrenter inom hudmikrobiomet.
"Denna specificitet förmedlas förmodligen av en mycket speciell verkningsmekanism som vi kunde dechiffrera i detalj", säger Grein. Epilancin A37 penetrerar corynebakteriecellen, initialt utan att förstöra den. De antimikrobiella peptiderna ackumuleras i cellen och löser sedan upp cellmembranet från insidan och dödar på så sätt corynebacterium.
Medförfattare Dr Thomas Fließwasser från Institutet för farmaceutisk mikrobiologi vid UKB, en postdoktor vid universitetet i Bonn och tillförordnad chef för DZIF-forskargruppen "Bakteriell interferens" tillägger, "Vår studie visar hur en specifik verkningsmekanism kan användas för att specifikt bekämpa en enskild bakterieart. Det tjänar oss därför som ett "proof of concept".
Mer information: Jan-Samuel Puls et al, Staphylococcus epidermidis bacteriocin A37 dödar naturliga konkurrenter med en unik verkningsmekanism, The ISME Journal (2024). DOI:10.1093/ismejo/wrae044
Journalinformation: ISME Journal
Tillhandahålls av University Hospital Bonn
