A következő generációs antibiotikumok meglepő forrása

Az antimikrobiális rezisztencia évente legalább 1 millió életet követel évente, és szakértők szerint ez a szám 2050-re megduplázódik. Ausztrál tudóscsoport az antibiotikum-elleni rezisztenciák alternatíváinak keresése során a Sydney-i szikla osztrigából (Saccostrea glomerata) nyert, félig tisztított antibiotikum antibakteriális aktivitását figyelték meg. Eredményeiket a PLOS One című folyóiratban tették közzé.

A kutatócsoport már korábban is vizsgálta a tengeri gerinctelenekben, különösen a puhatestűekben található antimikrobiális fehérjéket és peptideket (AMPP-k). Ezeknek az élőlényeknek nincs szerzett immunrendszerük, ezért nem termelnek antitesteket sem a kórokozókkal szemben. Ennek ellenére jól boldogulnak a mikrobiális eredetű élőlényekben gazdag élőhelyeken.

Kirsten Benkendorff (Southern Cross University, Coffs Harbour, Ausztrália) és munkatársai azt feltételezték, hogy a puhatestűek vérében (hemolimfájában) kell lennie valamilyen erős antimikrobiális vegyületnek, hiszen folyamatosan baktériumokat pumpálnak át a testükön. Munkatársa Kate Summer a kagyló petekapszulákban talált is egy antimikrobiális hatású anyagot, de nem fehérjét, hanem egy kis, brómozott indolt.

A csoport korábban már vizsgálta puhatestűek hemolimfájából kivont brómozott indolok hatását a Streptococcus pneumoniae ellen. A vizsgált puhatestű vérek közül a Sydney-i szikla osztriga hemolimfája mutatta a legerősebb, legjobban reprodukálható aktivitást. A pneomococcus infekció gátló hatásáról szóló közleményüket a Marine Biotechnology című folyóiratban jelentették meg.

A PLOS One cikkben közölt tanulmány erre a munkára építve vizsgálta az antibakteriális és antibiofilmes hatású aktív AMPP-frakció aktivitását a S. pneumoniae, valamint hat másik légúti kórokozó ellen.

Summer és kutatócsoportja az osztriga AMPP-jét tesztelte a hagyományos antibiotikumokkal (ampicillin, gentamicin,trimetoprim és ciprofloxacin), és megállapították, hogy ezen antibiotikumok hatékonysága alacsony koncentrációban adva is 2-32-szeresére nőtt az osztrigakivonat hatására. A kombinációs terápia különösen hatásos volt a Staphylococcus aureus és Pseudomonas aeruginosa fertőzések ellen. (Ezekre a kórokozókra az autoimmun betegségben szenvedők különösen érzékenyek).

Az osztriga AMPP önmagában is specifikus aktivitást mutatott a Streptococcus fajokkal szemben, kombinációban alkalmazva mind az osztriga AMPP, mind a hagyományos antibiotikumok kisebb dózisa volt szükséges egy sor légúti kórokozó elpusztításához. Ez azt jelenti, hogy az osztriga AMPP a hagyományos antibiotikumtól eltérő hatásmechanizmussal rendelkezik, esetleg a biofilmeken és a sejtfalakon áthatolva az antibiotikumokat jobban hozzáférhetővé teszi a sejtek számára.

A bakteriális fertőzések során kialakuló biofilmeket a több millió baktériumsejt választja ki maga köré, ezzel a nyálkás anyaggal védekeznek a gazdaszervezet immunrendszere és az antibiotikumok ellen.

A tüdőgyulladás és más légúti fertőzések az antimikrobiális rezisztencia mellett a biofilmképződés miatt is nehezen kezelhetők, ezért továbbra is ezek a kórházi kezelés és a halálozás vezető okai mind a gyermekek, mind az idősebb felnőttek körében. Summer és csapata azt találta, hogy az osztriga AMPP-k nemcsak a Streptococcus spp. baktériumokban már kialakult biofilmekbe tudnak behatolni, hanem a biofilm kialakulását is megakadályozzák.

Az osztriga AMPP-k nem mutattak toxikus hatást az emberi tüdősejtekre, így hatékony és biztonságos lehetőségként szolgálhatnak az új antimikrobiális szerek és kombinált terápiák kifejlesztésében. Az osztriga AMPP-k kifejezetten segíthetnek a meglévő antimikrobiális rezisztencia leküzdésében illetve kialakulási ütemének csökkentésében, mivel az osztriga AMPP-k és az antibiotikumok alacsonyabb kombinált dózisai csökkentik az antibiotikumoknak való általános kitettséget és az antibiotikumokra való utaltságot, illetve javítják az antibiotikumok hatékonyságát még olyan antibiotikumokkal szemben is, amelyekkel szemben nagyfokú rezisztencia áll fenn.

Ez az alacsony rezisztencia nem jelenti azonban azt, hogy nincs rezisztencia, és arra is van bizonyíték, hogy a baktériumok rezisztenciát fejleszthetnek ki az AMPP-kkel szemben. A nem humán forrásból származó AMPP-k használata bővíti a potenciálisan rendelkezésre álló AMPP-k körét, és ha mégis kialakul a rezisztencia, segíthet minimalizálni a nem szándékolt következményeket, például a természetes módon előállított gazdaszervezet AMPP-ivel szembeni rezisztenciáját.

Bár Summer nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával izolálni és azonosítani tudta az osztriga HPE-jét, és az antibakteriális és antibiotikum-ellenes aktivitást egy, a  amely fehérjék keverékét tartalmazó fő frakcióhoz tudta társítani, ezek a fehérjék további tisztítást igényelnek, hogy egyenként és kombinációban is tesztelni lehessen őket.

Forrás:

Summer K, Guo O, Liu L et al: Antimicrobial proteins from oyster hemolymph improve the efficacy of conventional antibiotics January 21, 2025 PLOS One