De groeiende dreiging van antimicrobiële resistentie heeft ertoe geleid dat onderzoekers overal naar nieuwe verbindingen zijn gaan zoeken. Deze week in MBiO, meldt een multinationaal team van onderzoekers in Europa de ontdekking van een nieuw antischimmelantibioticum genaamd solanimycine. De verbinding, aanvankelijk geïsoleerd uit een pathogene bacterie die aardappelen infecteert, lijkt te worden geproduceerd door een breed spectrum van verwante plantpathogene bacteriën.
Solanimycine werkt tegen een breed scala aan schimmels waarvan bekend is dat ze landbouwgewassen infecteren en schade toebrengen, aldus de onderzoekers. In laboratoriumstudies werkte de verbinding ook tegen Candida albicans, een schimmel die van nature in het lichaam voorkomt maar gevaarlijke infecties kan veroorzaken. De resultaten suggereren dat solanimycine en verwante verbindingen nuttig kunnen zijn in zowel agrarische als klinische omgevingen.
Bodemmicroben, vooral van de Actinobacteria-stam, produceren de meeste therapeutische antibiotica die tegenwoordig worden gebruikt. De nieuwe ontdekking suggereert dat op planten gebaseerde micro-organismen de moeite waard zijn om nader te bekijken, vooral omdat gewassen resistentie ontwikkelen tegen bestaande behandelingen, zegt microbioloog Rita Monson, Ph.D., aan de Universiteit van Cambridge. Ze leidde de studie samen met moleculair microbioloog Miguel Matilla, Ph.D., aan de Estación Experimental del Zaidín van de Spaanse Onderzoeksraad in Granada.
"We moeten uitgebreider kijken naar veel meer van de microbiële populaties die voor ons beschikbaar zijn," zei Monson.
De pathogene aardappelbacterie Dickey solani, die solanimycine produceert, werd meer dan 15 jaar geleden voor het eerst geïdentificeerd. Onderzoekers in het laboratorium van moleculair microbioloog George Salmond, Ph.D., aan de Universiteit van Cambridge, begonnen ongeveer tien jaar geleden met het onderzoeken van het antibioticumpotentieel.
"Deze soorten kwamen snel op en zijn nu wijdverspreid", zegt Matilla.
Solanimycine is niet het eerste antibioticum dat door de microbe is ontdekt. In eerder werk ontdekten onderzoekers dat: D.solani produceert een antibioticum genaamd oocydine A, dat zeer actief is tegen meerdere schimmelpathogenen bij planten.
Die eerdere ontdekkingen, samen met de analyse van het genoom van de bacterie, lieten doorschemeren dat het extra antibiotica zou kunnen synthetiseren, zei Matilla, ook met antischimmelpotentieel. Die hint wierp zijn vruchten af: Matilla, Monson, Salmond en hun collega's ontdekten dat wanneer ze de genen die verantwoordelijk zijn voor de productie van oocydine A tot zwijgen brachten, de bacterie antischimmelactiviteit bleef vertonen.
Die observatie leidde tot de identificatie van solanimycine en de identificatie van de genclusters die verantwoordelijk zijn voor de eiwitten die de verbinding maken.
De onderzoekers ontdekten dat de bacterie de verbinding spaarzaam gebruikt en deze produceert als reactie op de celdichtheid. Een zure pH-omgeving - zoals die aanwezig is in een aardappel - activeert ook het solanimycine-gencluster. Monson zei dat het er bijna uitziet als een slim beschermingsmechanisme.
"Het is een antischimmelmiddel waarvan we geloven dat het zal werken door schimmelconcurrenten te doden, en de bacteriën hebben hier zoveel baat bij", zei Monson. "Maar je zet het niet aan tenzij je in een aardappel zit."
Monson zei dat de onderzoekers zijn gaan samenwerken met chemici om meer te weten te komen over de moleculaire structuur van solanimycine en om beter te begrijpen hoe het werkt. Toen zeiden zij en Matilla dat ze hoopten dat de verbinding in plant- en diermodellen verder zou worden getest.
"Onze toekomstige stappen zijn gericht op het proberen om dit antibioticum antischimmelmiddel te gebruiken voor gewasbescherming," zei Matilla. Het onderzoeksteam ziet de ontdekking als een bemoedigend teken dat plantpathogenen - zoals D.solani — zou kunnen worden overgehaald om verbindingen te maken die kunnen worden gebruikt tegen ziekten bij planten en mensen.
"We moeten openstaan voor de verkenning van alles wat er is om nieuwe antibiotica te vinden," zei Matilla.