När nuvarande antibiotika minskar i effektivitet mot multiresistenta patogener, forskare söker potentiella ersättare på några osannolika platser. Nu har ett team identifierat bakterier med lovande antibiotikaaktivitet mot kända patogener – även farliga organismer, till exempel mikroben som orsakar MRSA-infektioner – i det skyddande slemmet som täcker unga fiskar.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag vid American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting &Exposition.

"För oss, alla mikrober i den marina miljön som kan ge en ny förening är värd att utforska, säger Sandra Lösgen, Ph.D., gruppens huvudutredare.

Enligt Loesgen, som är vid Oregon State University, medan nya kemiska reagenser har hittats i den mänskliga mikrobiomet, den marina motsvarigheten är fortfarande relativt outstuderad. En potentiell guldgruva av mikrober är slemmet som täcker fiskens yta. Detta trögflytande ämne skyddar fisk från bakterier, svampar, och virus i deras miljö, fånga mikroberna innan de kan orsaka infektioner. Slemmet är också rikt på polysackarider och peptider som är kända för att ha antibakteriell aktivitet.

"Fiskslem är verkligen intressant eftersom miljön fisken lever i är komplex, säger Molly Austin, en grundexamen i kemistudent i Loesgens laboratorium, som genomförde några av studierna. "De är i kontakt med sin miljö hela tiden med många patogena virus." Enligt Austin, det skulle vara intressant att ta reda på om något i slemmet, som skyddar fisken, kan faktiskt hjälpa till att skydda människor.

Samarbetspartner Erin (Misty) Paig-Tran, Ph.D., som är vid California State University, Fullerton, tillförde slem, svabbade från unga djuphavs- och ytlevande fiskar som fångats utanför södra Kaliforniens kust. Teamet undersökte unga fiskar eftersom de har ett mindre utvecklat immunförsvar och mer slem på utsidan av sina fjäll som kan innehålla en större koncentration av aktiva bakterier än vuxna fiskar.

Lösgen, Austin och doktoranden Paige Mandelare isolerade och screenade 47 olika bakteriestammar från slemmet. Fem bakterieextrakt hämmade kraftigt meticillinresistent S. aureus (MRSA), och tre hämmade Candida albicans , en svamp som är patogen för människor. En bakterie från slem härrörande från en speciell Stillahavsrosa abborre visade stark aktivitet mot MRSA och mot en koloncarcinomcellinje. Austin fokuserar nu sitt arbete på Pseudomonas aeruginosa , en gramnegativ bakterie som härrör från den fisken, att studera de många potentiellt intressanta naturliga fenazinprodukterna och antibiotika som denna bakterie gör.

Medan teammedlemmarna är intresserade av nya källor för antibiotika för att hjälpa människor, de tittar också på andra sätt att tillämpa denna kunskap. Till exempel, studien av fiskslem kan också bidra till att minska användningen av antibiotika i fiskodling genom att leda till bättre antibiotika som är specifikt inriktade på de mikrober som klänger sig fast vid vissa typer av fisk.

Men först, forskarna vill förstå mer grundläggande frågor. Till exempel, "Vi vet inte ens vad en frisk mikrobiom är, säger Loesgen. Hon förklarar att det är oklart om bakterierna de studerade i fiskslemmet var typiska för deras mikrobiomer och skyddar deras värdar, eller om dessa bakterier bara råkade haka på en tur på dessa enskilda fiskar. Att lära sig mer om friska fiskmikrobiomer och hur miljöfaktorer i Stilla havet kan påverka dem kan hjälpa till att informera om bevarandeinsatser, säger forskarna.