Die wachsende Bedrohung durch antimikrobielle Resistenzen hat Forscher dazu veranlasst, überall nach neuen Verbindungen zu suchen. Diese Woche in MBIO, berichtet ein multinationales Forscherteam in Europa über die Entdeckung eines neuen antimykotischen Antibiotikums namens Solanimycin. Die ursprünglich aus einem kartoffelinfizierenden Bakterium isolierte Verbindung scheint von einem breiten Spektrum verwandter pflanzenpathogener Bakterien produziert zu werden.
Laut den Forschern wirkt Solanimycin gegen eine Vielzahl von Pilzen, von denen bekannt ist, dass sie landwirtschaftliche Nutzpflanzen infizieren und verheeren. In Laborstudien wirkte die Verbindung auch dagegen Candida albicans, ein Pilz, der natürlich im Körper vorkommt, aber gefährliche Infektionen verursachen kann. Die Ergebnisse legen nahe, dass Solanimycin und verwandte Verbindungen sowohl im landwirtschaftlichen als auch im klinischen Umfeld nützlich sein könnten.
Bodenmikroben, insbesondere aus dem Stamm der Actinobacteria, produzieren die meisten heute verwendeten therapeutischen Antibiotika. Die neue Entdeckung legt nahe, dass pflanzliche Mikroorganismen einen genaueren Blick wert sind, insbesondere wenn Pflanzen Resistenzen gegen bestehende Behandlungen entwickeln, sagt die Mikrobiologin Rita Monson, Ph.D., von der University of Cambridge. Sie leitete die Studie gemeinsam mit dem Molekularmikrobiologen Miguel Matilla, Ph.D., an der Estación Experimental del Zaidín des Spanischen Forschungsrates in Granada.
„Wir müssen viel mehr der uns zur Verfügung stehenden mikrobiellen Populationen umfassender betrachten“, sagte Monson.
Das pathogene Kartoffelbakterium Dickeya Solani, das Solanimycin produziert, wurde erstmals vor mehr als 15 Jahren identifiziert. Forscher im Labor des Molekularmikrobiologen George Salmond, Ph.D., an der University of Cambridge, begannen vor etwa einem Jahrzehnt, sein antibiotisches Potenzial zu untersuchen.
„Diese Stämme tauchten schnell auf und sind jetzt weit verbreitet“, sagte Matilla.
Solanimycin ist nicht das erste Antibiotikum, das von der Mikrobe entdeckt wurde. Das haben Forscher in früheren Arbeiten herausgefunden D.solani produziert ein Antibiotikum namens Oocydin A, das gegen mehrere pilzliche Pflanzenpathogene hochaktiv ist.
Diese früheren Entdeckungen, zusammen mit der Analyse des Genoms des Bakteriums, deuteten darauf hin, dass es zusätzliche Antibiotika synthetisieren könnte, sagte Matilla, auch mit antimykotischem Potenzial. Dieser Hinweis zahlte sich aus: Matilla, Monson, Salmond und ihre Kollegen fanden heraus, dass das Bakterium weiterhin antimykotische Aktivität zeigte, wenn sie die für die Produktion von Oocydin A verantwortlichen Gene ausschalteten.
Diese Beobachtung führte zur Identifizierung von Solanimycin und zur Identifizierung der Gencluster, die für die Proteine verantwortlich sind, aus denen die Verbindung besteht.
Die Forscher fanden heraus, dass das Bakterium die Verbindung sparsam verwendet und sie als Reaktion auf die Zelldichte produziert. Ein saures pH-Milieu – wie es in einer Kartoffel vorhanden ist – aktiviert auch das Solanimycin-Gencluster. Monson sagte, es sehe fast wie ein cleverer Schutzmechanismus aus.
„Es ist ein Antimykotikum, von dem wir glauben, dass es wirkt, indem es Pilzkonkurrenten abtötet, und die Bakterien profitieren so sehr davon“, sagte Monson. "Aber du schaltest es nicht ein, es sei denn, du bist in einer Kartoffel."
Monson sagte, die Forscher hätten begonnen, mit Chemikern zusammenzuarbeiten, um mehr über die Molekularstruktur von Solanimycin zu erfahren und besser zu verstehen, wie es funktioniert. Dann sagten sie und Matilla, dass sie hoffen, weitere Tests der Verbindung in Pflanzen- und Tiermodellen zu sehen.
„Unsere zukünftigen Schritte konzentrieren sich darauf, dieses antibiotische Antimykotikum für den Pflanzenschutz einzusetzen“, sagte Matilla. Das Forscherteam sieht die Entdeckung als ermutigendes Zeichen dafür, dass Pflanzenpathogene – wie D.solani – zur Herstellung von Verbindungen überredet werden könnten, die gegen Krankheiten bei Pflanzen und Menschen eingesetzt werden können.
„Wir müssen uns der Erforschung von allem öffnen, was es da draußen gibt, um neue Antibiotika zu finden“, sagte Matilla.