I århundraden, människor i baltiska länder har använt gammal bärnsten för medicinska ändamål. Även i dag, spädbarn får bärnstenshalsband som de tuggar för att lindra tandvärk, och folk lägger pulveriserad bärnsten i elixir och salvor för dess påstådda antiinflammatoriska och antiinfektiösa egenskaper. Nu, forskare har hittat föreningar som hjälper till att förklara Östersjöbärnstens terapeutiska effekter och som kan leda till nya läkemedel för att bekämpa antibiotikaresistenta infektioner.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag vid American Chemical Societys (ACS) vårmöte.

Varje år i USA minst 2,8 miljoner människor får antibiotikaresistenta infektioner, leder till 35, 000 döda, enligt U.S. Centers for Disease Control and Prevention. "Vi visste från tidigare forskning att det fanns ämnen i Östersjöbärnsten som kan leda till nya antibiotika, men de hade inte undersökts systematiskt, säger Elizabeth Ambrose, Ph.D., som är projektets huvudutredare. "Vi har nu extraherat och identifierat flera föreningar i baltisk bärnsten som visar aktivitet mot gram-positiva, antibiotikaresistenta bakterier."

Ambroses intresse härrörde ursprungligen från hennes baltiska arv. När jag besökte familjen i Litauen, hon samlade bärnstensprover och hörde historier om deras medicinska användning. Östersjöregionen innehåller världens största fyndighet av materialet, vilket är fossiliserat harts som bildades för cirka 44 miljoner år sedan. Hartset sipprade från nu utdöda tallar i Sciadopityaceae familj och fungerade som ett försvar mot mikroorganismer som bakterier och svampar, samt växtätande insekter som skulle fastna i hartset.

Ambrose och doktorand Connor McDermott, som är vid University of Minnesota, analyserade kommersiellt tillgängliga baltiska bärnstensprover, förutom några som Ambrose hade samlat på sig. "En stor utmaning var att förbereda ett homogent fint pulver från bärnstensstenarna som kunde extraheras med lösningsmedel, McDermott förklarar. Han använde ett valsverk för bordsburkar, i vilken burken fylls med keramiska pärlor och bärnstenssten och roteras på sidan. Genom försök och misstag, han bestämde det korrekta förhållandet mellan pärlor och småsten för att ge ett halvfint pulver. Sedan, använda olika kombinationer av lösningsmedel och tekniker, han filtrerade, koncentrerade och analyserade bärnstensfärgade pulverextrakten med gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS).

Dussintals föreningar identifierades från GC-MS-spektra. De mest intressanta var abietinsyra, dehydroabietinsyra och palustrinsyra-20-kol, treringade organiska föreningar med känd biologisk aktivitet. Eftersom dessa föreningar är svåra att rena, forskarna köpte rena prover och skickade dem till ett företag som testade deras aktivitet mot nio bakteriearter, av vilka några är kända för att vara antibiotikaresistenta.

"Det viktigaste fyndet är att dessa föreningar är aktiva mot grampositiva bakterier, såsom vissa Staphylococcus aureus stammar, men inte gramnegativa bakterier, " säger McDermott. Grampositiva bakterier har en mindre komplex cellvägg än gramnegativa bakterier. "Detta innebär att sammansättningen av bakteriemembranet är viktig för föreningarnas aktivitet, " säger han. McDermott fick också en japansk paraplyfura, den närmast levande arten till träden som producerade hartset som blev östersjöbärnsten. Han extraherade harts från nålarna och stjälken och identifierade sclarene, en molekyl som finns i extrakten som teoretiskt skulle kunna genomgå kemiska omvandlingar för att producera de bioaktiva föreningar som forskarna hittade i baltiska bärnstensprover.

"Vi är glada över att gå vidare med dessa resultat, Ambrose säger. "Abietinsyror och deras derivat är potentiellt en outnyttjad källa till nya läkemedel, speciellt för behandling av infektioner orsakade av grampositiva bakterier, som blir alltmer resistenta mot kända antibiotika."