Wetenschap
Onderzoekers ontdekken een nieuwe familie bacteriën met een hoog farmaceutisch potentieel
De meeste antibiotica die in de menselijke geneeskunde worden gebruikt, zijn afkomstig van natuurlijke producten die zijn afgeleid van bacteriën en andere microben. Nieuwe micro-organismen zijn daarom een veelbelovende bron van nieuwe actieve stoffen, ook voor de behandeling van ziekten zoals kanker of virusinfecties.
Een team van het Helmholtz Instituut voor Farmaceutisch Onderzoek Saarland (HIPS) heeft nu een compleet nieuwe familie bacteriën kunnen isoleren die een bijzonder hoog potentieel heeft voor de productie van actieve stoffen.
De onderzoekers hebben hun bevindingen gepubliceerd in het tijdschrift Chem .
Het is al lang bekend dat bacteriële pathogenen in toenemende mate resistentie ontwikkelen tegen farmaceutische middelen. Toch is er sinds de jaren tachtig geen nieuw actief ingrediënt ontdekt dat de resistentie bij gramnegatieve ziekteverwekkers op de lange termijn kan bestrijden. Naast economische factoren is dit te wijten aan het feit dat de zoektocht naar nieuwe antibiotica uiterst moeilijk is.
Onderzoekers van het HIPS richten zich op de voorheen weinig bestudeerde myxobacteriën als bron van nieuwe werkzame stoffen. Deze roofzuchtige bacteriën produceren antimicrobiële middelen om op andere micro-organismen te jagen en gebruiken deze als bron van voedingsstoffen.
Een team onder leiding van HIPS-afdelingshoofd prof. Rolf Müller is er nu in geslaagd een voorheen onbekende familie van myxobacteriën te isoleren die een bijzonder hoog biosynthetisch en dus ook farmaceutisch potentieel heeft. Het HIPS is een site van het Helmholtz Center for Infection Research (HZI) in samenwerking met de Universiteit van Saarland.
Tot nu toe bestond de orde van de myxobacteriën uit zeven families; met de vier vertegenwoordigers van de nieuw geïsoleerde Pendulisporaceae is daar nu de achtste familie aan toegevoegd. De nieuwe stammen werden aangetroffen in bodemmonsters uit de Filipijnen en Zambia. De Pendulisporaceae verschillen morfologisch van alle eerder bekende myxobacteriën en worden gekenmerkt door een sporulatiegedrag dat onderzoekers eerder kenden van een ander geslacht van bacteriën, de streptomyceten.
Dr. Ronald Garcia, senior microbioloog van de afdeling Microbiële Natuurlijke Producten bij HIPS, zegt:"De Pendulisporaceae vertonen morfologische kenmerken van streptomyceten, maar fylogenetisch behoren ze duidelijk tot de myxobacteriën. Deze combinatie is uniek en we hopen veel meer te leren over de complexe levensstijl van myxobacteriën uit deze familie."
Met behulp van genetische analyses ontdekten de onderzoekers ook dat de nieuwe bacteriefamilie een enorm potentieel heeft voor de productie van natuurlijke producten:door de ontdekking van de Pendulisporaceae is het aantal bekende genetische blauwdrukken (zogenaamde biosynthetische genclusters) voor natuurlijke producten uit myxobacteriën toegenomen met zo maar liefst 9%.
"Natuurlijke producten zijn een veelbelovend uitgangspunt voor de ontwikkeling van talrijke therapieën. Op het gebied van antibiotica zijn meer dan 70% van alle goedgekeurde werkzame stoffen natuurlijke producten of derivaten daarvan", zegt Müller, wetenschappelijk directeur en hoofd van de afdeling Microbiële Natuurlijke producten bij HIPS.
"We zijn er al in geslaagd om spannende moleculen te isoleren van de geïsoleerde vertegenwoordigers van de Pendulisporaceae die we nog nooit eerder hebben gezien - we zijn erg enthousiast om te zien wat deze familie ons nog meer te bieden heeft."
Sommige van de moleculen die in het huidige onderzoek zijn gevonden, vertonen in laboratoriumtests een goede activiteit tegen bacteriële en schimmelpathogenen, evenals antivirale eigenschappen. De komende jaren zullen de Pendulisporaceae en de natuurlijke producten die ze herbergen verder worden onderzocht op het HIPS en zullen nieuwe kandidaat-geneesmiddelen worden geïdentificeerd.
De kans hierop is groot:98% van de genenclusterfamilies die in de nieuwe stammen worden aangetroffen, zijn blauwdrukken van natuurlijke producten die nog niet beschikbaar zijn in openbare databases.