Toprak Mikroplarının Genetik Ekranı Yeni Antibiyotikler Keşfediyor
Bakteriler uzun süredir terapötik doğal ürünler için verimli potansiyel bir kaynak olmaktadır. Fakat bilim adamları, bakterilerin sadece % 1’inin laboratuvarda yetiştirilebileceğini ve bunların da ilaç keşfi için uygun olmadığını tahmin ediyorlar. Sonuç olarak, bilim adamları yeni antibiyotik ve diğer ilaçları bulmak için mikrop taraması yapmkatan büyük oranda kaçınıyorlar.
Şimdi Rockefeller Üniversitesi’nden Sean F. Brady ve meslektaşları kültür bakterilerine ihtiyaç olmadan terapötik doğal ürün bulgusuna bir yaklaşım bildiriyorlar. Araştırma ekibi bu yöntemle, malasidinler adı verilen yeni bir antibiyotik sınıfı keşfetti.
Yeni çalışma, “toprak bakterilerinin doğal ürünlerin güçsüz bir kaynağı olduğu görüşüne karşı geliyor ve geleneksel kültür bağımlı yaklaşımlarının kaçırdığı kalan % 99’lık mikrobik çeşitliliği keşfetmeye başlaması için kapı açıyor” diyor Kentucky Eczanesi Koleji’nden Steven G. Van Lanen.
Brady ve çalışma arkadaşları, çevresel toprak numunelerindeki bakteri DNA’sını çoğaltıp sıralıyor ve daha sonra, doğal ürünler üzerinde önceden seçilmiş özelliklerle biyosentezleme olasılığı bulunan enzim sistemlerini kodlayan gen kümeleri arıyorlar. Bilim adamları, bu gen kümelerini ifade etmek için laboratuvar bakterileri üzerinde
biyo-mühendislik çalışmaları yapıyor ve daha sonra mikropların ürettiği biyoaktif metabolitleri karakterize ediyorlar.
Yeni çalışmada, araştırmacılar, antimikrobiyal etkileri için kalsiyuma ihtiyaç duyan daptomisin ve friülimisin gibi bilinen antibiyotiklere benzer kalsiyum bağlama motifleriyle ilişkili gen kümeleri aramışlar. Yöntem, onları malasidin A ve B’ye, lipit kuyrukları olan siklik peptitlere götürmüş. Araştırmacılar, malasidinin sırasıyla hücre membranlarını bozarak ve hücre duvar biyosentezini inhibe ederek bakterileri öldüren daptomisin ve friulimisinden farklı şekilde çalıştığını ortaya koydu. Fakat bilim adamları malasidinlerin ayrıntılı çalışma mekanizmasını henüz ortaya çıkarmadılar.
Malasidinler, birçok ilaca dirençli Gram pozitif bakterileri öldürüyor ve sıçanların derisinde metisiline dirençli bir Staphylococcus aureus enfeksiyonunu temizliyor. Hedeflenen bakteriler malasidinlere direnç göstermiyor gibi görünüyor ve bu bileşikler memeli hücreleri için toksik de değil.
Urbana-Champaign Illinois Üniversitesi’nden Huimin Zhao, “Malasidinlerin yeni antibiyotiklere dönüştürülmesinin uzun yıllar süreceğini” söylüyor, “Ve malasidinler yalnızca Gram pozitif patojenler öldürüyor, oysa Gram negatif terapötikler şu an daha az bulunmakta” diyor. Zhao, “yine de, yeni bir antibiyotik sınıfı keşfetmek için kültürden bağımsız bir arama stratejisi kullanmak önemli bir keşiftir” diyor.
Brady, bilim insanlarının henüz toprak mikropları tarafından üretilen lipopeptitlerin çoğunu karakterize etmediğini belirtiyor. “Büyük toprak toplama ortamımızda bile, kalsiyuma bağlı antibiyotik ailesinde bulunan biyosentetik çeşitliliğin yalnızca bir bölümünü yakaladık” diye de ekliyor.
Brady ve ekibi malasidinlerin farmakolojik özelliklerini iyileştirmeye ve doğal ürün analoglarını tanımaya çalışıyor. Brady, bu toprak temelli mikrobiyal DNA yöntemi ile keşfedilen biyoaktif doğal ürünleri tanımlamak ve üretmek için New York’ta Lodo Therapeutics isimli bir laboratuvar kurdu.
Kaynak : acs.org
