Ett team av biokemister vid University of Minnesota har upptäckt vilka två bakteriegener som är ansvariga för att producera proteiner som kan bryta ner metformin i avloppsvatten. I deras studie, publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences, gruppen isolerade gener som sannolikt är involverade i att skapa målproteinerna.

Tidigare forskning har visat att metformin, det mycket populära läkemedlet som skrivs ut till typ 2-diabetespatienter, förblir i sin ursprungliga form när det avlägsnas från kroppen i exkrementer och urin. På grund av det kommer läkemedlet, liksom många andra som konsumeras av mänskliga patienter, in i avloppssystemet.

Det är ett problem eftersom efter behandling, som inte kan avlägsna droger, pumpas vattnet in i lokala vattensystem som bäckar, floder, sjöar och havet. Väl där kan metformin påverka vattenlivet negativt.

Tidigare forskning har visat att vissa typer av bakterier kan delvis bryta ner metformin till en förening som kallas guanylurea. Detta noterades när nivåerna av metformin i avloppsvatten i vissa reningsverk var lägre när de gick ut än de hade kommit in. Kort därefter identifierades de specifika bakterier som var ansvariga för att bryta ner läkemedlet. Men vilka gener som var ansvariga för bedriften förblev ett mysterium.

I denna nya ansträngning valde forskarna troliga kandidatgener och testade dem för att se om de var de de var ute efter. Därmed kom de på två gener i fem unika bakterietyper, mfmA och mfbB, som var ansvariga för att producera de typer av proteiner som kan bryta ner metformin. I ytterligare tester fann de att när de resulterande proteinerna mötte metformin, bröt de ner det till guanylurea och en annan förening som kallas dimetylamin. De fann att den kunde göra det genom en process som involverade bindning av nickel.

Forskargruppen fann också bevis som tyder på att bakterierna hade utvecklat förmågan att specifikt metabolisera metformin efter att läkemedlet började dyka upp i avloppssystem. De föreslår att studier av processen som ledde till att bakterierna utvecklades för att dra nytta av läkemedlet kan leda till bättre strategier för att ta bort läkemedel från avloppsvatten innan de pumpas ut i miljön.

Mer information: Lambros J. Tassoulas et al, Dinickel-enzym utvecklades för att metabolisera det farmaceutiska metforminet och dess konsekvenser för avloppsvatten och mänskliga mikrobiomer, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2312652121

Journalinformation: Proceedings of the National Academy of Sciences

© 2024 Science X Network