הים הארקטי מתגלה כאוצר בלום פוטנציאלי של תרופות חדשות

מדענים גילו תרכובות חדשות בחיידקי הים הארקטי שיכולות להילחם בזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה ולסלול את הדרך לתרופות מהדור הבא.

בעיית העמידות לאנטיביוטיקה והזדמנויות חדשות

אנטיביוטיקה היא הבסיס לרפואה המודרנית; בלעדיהן, טיפול בזיהומים וביצוע ניתוחים יהיו מסוכנים ביותר. עם זאת, מדי שנה אנו מתמודדים עם בעיה הולכת וגדלה של עמידות חיידקים לאנטיביוטיקה, בעוד שקצב הגילוי של אנטיביוטיקה חדשה באופן מהותי מפגר משמעותית.

חקר בתי גידול חדשים

יש סיבה לתקווה: 70% מכל האנטיביוטיקה המאושרת מגיעה מאקטינובקטריה החיה בקרקע, אך רוב בתי הגידול על פני כדור הארץ טרם נחקרו. חיפוש אחר אנטיביוטיקה חדשה בקרב אקטינובקטריה במקומות אחרים, שלא נחקרו היטב, כמו הים הארקטי, הוא אסטרטגיה מבטיחה. במיוחד אם ניתן למצוא מולקולות חדשות שלא הורגות חיידקים ישירות, אלא מפחיתות את ארסיותם (היכולת לגרום למחלות), מה שמקשה על התפתחות עמידות ומפחית את הסבירות לתופעות לוואי.

שיטות סינון מתקדמות חושפות תרכובות חדשות

"במחקר שלנו, השתמשנו בסריקה בעלת רגישות גבוהה (FAS-HCS) ובמבחני טרנסלוקציה של Tir כדי לזהות באופן ספציפי תרכובות אנטי-וירוליות ואנטיבקטריאליות מתמציות אקטינובקטריה", אומר ד"ר פאיבי טמלה, פרופסור באוניברסיטת הלסינקי, פינלנד, והמחבר הראשי של המחקר שפורסם בכתב העת Frontiers in Microbiology. "מצאנו שתי תרכובות נפרדות: פוספוליפיד גדול המעכב את הארסיות של E. coli (EPEC) אנטרופתוגני מבלי להשפיע על צמיחתו, ותרכובת המעכבת צמיחת חיידקים, שתיהן מאקטינובקטריה שבודדה מהאוקיינוס הארקטי."

כדי לנתח תרופות מועמדות, הצוות ביצע מערכת סינון אוטומטית שנועדה לעבוד עם תמציות מיקרוביאליות מורכבות. החוקרים פיתחו מערך חדש של שיטות המאפשרות להם לבחון בו זמנית את ההשפעות האנטי-ויראליות והאנטיבקטריאליות של מאות תרכובות לא ידועות. הם בחרו כמטרה זן של EPEC הגורם לשלשולים חמורים אצל ילדים מתחת לגיל חמש, במיוחד במדינות מתפתחות.

גילוי תרכובות אנטי-וירוסיות ואנטיבקטריאליות

התרכובות שנחקרו התקבלו מארבעה מינים של אקטינובקטריה שבודדו מחסרי חוליות שנאספו בים הארקטי מול חופי סוולברד במהלך משלחת של ספינת המחקר הנורווגית קרונפרינץ האקון באוגוסט 2020. לאחר מכן גודלו החיידקים, התאים חולצו ותוכנם הופרד לפרקציות. כל פרקציה נבדקה במבחנה עבור EPEC הדבק לתאי קרצינומה של המעי הגס.

החוקרים גילו שתי תרכובות שלא היו ידועות קודם לכן, בעלות פעילויות ביולוגיות שונות: אחת מזן לא ידוע (T091-5) מהסוג רודוקוקוס והשנייה מזן לא ידוע (T160-2) מהסוג קוקוריה. התרכובת מהזן T091-5, שזוהה כפוספוליפיד גדול, הפגינה השפעה אנטי-ויראלית חזקה על ידי עיכוב היווצרות עמודי אקטין וקשירת EPEC לקולטן Tir על פני התא המארח. התרכובת מהזן T160-2 הראתה תכונות אנטיבקטריאליות חזקות, המעכבות את צמיחתם של חיידקי EPEC.

תוצאות מבטיחות והצעדים הבאים

ניתוח מפורט הראה כי הפוספוליפיד מזן T091-5 לא עיכב את צמיחת החיידקים, מה שהופך אותו למועמד מבטיח לטיפול אנטי-ויראלי מכיוון שהוא מפחית את הסבירות להתפתחות עמידות. במקביל, התרכובת מזן T160-2 עיכבה את צמיחת החיידקים ותיחקר עוד כאנטיביוטיקה פוטנציאלית חדשה.

שיטות HPLC-HR-MS2 שימשו לבידוד ולזיהוי תרכובות אלו. המשקל המולקולרי של הפוספוליפיד היה כ-700 והוא שיבש את האינטראקציה בין EPEC לתאי המארח. "השלבים הבאים כוללים אופטימיזציה של תנאי הגידול לייצור תרכובות ובידוד כמויות מספיקות של כל תרכובת לאפיון נוסף של המבנה והפעילות הביולוגית שלהן", הוסיף טמלה.