Jednoczesna hodowla różnych mikroorganizmów jako metoda odkrywania nowych antybiotyków
W przeszłości większość związków przeciwbakteryjnych izolowano z naturalnych produktów bakteryjnych. Firmy farmaceutyczne w dużej mierze zrezygnowały z tego podejścia, wychodząc z założenia, że odkrycie nowych związków przeciwbakteryjnych jest mało prawdopodobne. Jednakże przeprowadzone niedawno sekwencjonowanie genomów bakteryjnych wykazało obecność znacznie większej liczby klastrów genów do biosyntezy metabolitów przypominających antybiotyki, niż wcześniej przypuszczano. W standardowych warunkach laboratoryjnych utajone klastry genów o działaniu antybakteryjnym są często wyciszone i potrzeba nowych strategii indukowania ich ekspresji. W tym celu podczas finansowanego przez UE projektu COCULMICRO (Cocultivation of microorganisms as a strategy for discovery of new natural products with antimicrobial properties) prowadzono jednoczesną hodowlę różnych mikroorganizmów, aby wykryć nowe produkty naturalne pochodzenia bakteryjnego. Na początek badacze wyizolowali ponad 300 izolatów promieniowców z różnych stanowisk w południowej Hiszpanii i prowadzili fermentację parami. Naukowcy oczekiwali, że podczas tego badania wykryją zjawiska swego rodzaju wzajemnego stymulowania się par mikroorganizmów do wytwarzania drugorzędowych metabolitów. W celu dobrania par mikroorganizmów naukowcy przeprowadzili wysokoprzepustowe oznaczenia oddziaływań antybiotykowych panelu patogenów człowieka (opornego na metycylinę gronkowca złocistego, tzw. MRSA, Acinetobacter baumanii i Candida albicans). Następnie, aby zidentyfikować nieaktywne metabolity uwalniane podczas jednoczesnej hodowli, wykonano porównywalne z UHPLC profilowanie metabolitów. Wykryto łącznie w 14 hodowlach sparowanych drobnoustrojów obecność związków, które nie były wytwarzane podczas fermentacji aksenicznej. Analiza strukturalna tych związków może doprowadzić do odkrycia nieznanych dotąd molekuł o działaniu przeciwbakteryjnym. Podsumowując, działania w ramach projektu COCULMICRO podkreśliły użyteczność analizowania bakteryjnych szlaków biosyntezy w identyfikacji nowych antybiotyków. Mimo ograniczeń w zwiększaniu skali zaproponowanej metody jednoczesnej hodowli drobnoustrojów, właściwe bakteriom mechanizmy oddziaływań mogą znaleźć zastosowania w branży farmaceutycznej.
Słowa kluczowe
Bakteria, jednoczesna hodowla, antybiotyki, metabolit, promieniowce, fermentacja akseniczna
