Bakterielle Co-Kultur führt zu neuen Antibiotika
Historisch gesehen, sind die meisten antibakterielle Verbindungen aus natürlichen Bakterienprodukten isoliert worden. Von diesem Ansatz haben Pharmaunternehmen weitgehend Abstand genommen, weil sie der Ansicht sind, dass die Entdeckung neuer antibakterieller Verbindungen unwahrscheinlich ist. Jedoch hat die jüngste Sequenzierung von bakteriellen Genomen gezeigt, dass es sehr viel mehr Gencluster zur Biosynthese von antibiotikaartigen Metaboliten gibt, als bisher in Betracht gezogen. Unter Standardlaborbedingungen sind kryptische Gencluster mit Antibiotika-Effekten oft ruhig gestellt und erfordern neue Strategien, um ihre Expression zu induzieren. Auf dem Weg zu diesem Ziel hat das EU-finanzierte Projekt COCULMICRO (Cocultivation of microorganisms as a strategy for discovery of new natural products with antimicrobial properties) die gemeinsamen Kultur von Mikroorganismen und die Identifizierung neuartiger mikrobieller Naturprodukte vorgeschlagen. Zu Beginn isolierten die Forscher über 300 Isolate von Actinomyceten von verschiedenen Stellen in Südspanien und führten paarweise Gärungen durch. Das Grundprinzip hinter dieser Studie war, eine Art von Querstimulationsphänomenen zu identifizieren, die von Paaren von Mikroorganismen für die Produktion von Sekundärmetaboliten geteilt werden. Um diese Paare zu identifizieren, führten die Wissenschaftler Hochdurchsatz-Antibiose-Assays gegen eine Gruppe von humanpathogenen Bakterien (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus, Acinetobacter baumanii und Candida albicans). Darüber hinaus führten sie einen Metabolitenvergleich mit UHPLC durch, um nicht aktive Metaboliten zu ermitteln, die während der gemeinsamen Kultur freigesetzt wurden. Insgesamt wurden 14 Co-Kulturen identifiziert, in denen Verbindungen vorhanden waren, nicht während der axenischen Gärung produziert wurden. Die Strukturanalyse dieser Verbindungen könnte zu neuen Molekülen mit antibakterieller Aktivität führen. Insgesamt unterstreichen die COCULMICRO-Aktivitäten die Gültigkeit der Nutzung bakterieller Biosynthesewege, um neue Antibiotika zu identifizieren. Trotz Einschränkungen bei der Hochskalierung der vorgeschlagenen Co-Kultur-Methode, eröffnen die inhärenten Mechanismen, die für bakterielle Interaktionen verantwortlich sind, neue Wege für deren Umsetzung in der pharmazeutischen Industrie.
Schlüsselbegriffe
Bakterien, Co-Kultur, Antibiotika, Metabolit, Actinomyceten, axenische Gärung
