Могут ли грибы быть огромным, нераскрытым источником новых антибиотиков?

Могут ли грибы быть огромным, нераскрытым источником новых антибиотиков?

Исследователи сообщают о своих выводах в статье, опубликованной в журнале Nature Microbiology.

Антибиотики — это препараты, которые лечат и предотвращают бактериальные инфекции — либо убивая бактерии, либо останавливая их распространение. Устойчивость к антибиотикам возникает при изменении бактерий после воздействия этих соединений.

С 1940-х годов антибиотики и другие противомикробные препараты резко сократили заболеваемость и смертность от инфекций, вызванных микробами.

Однако в связи с продолжительным и широко распространенным использованием этих препаратов бактерии и другие возбудители заболеваний микробов, на уничтожение которых они предназначены, развили способность к их выживанию.

По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), по меньшей мере 2 миллиона человек заражаются антибиотикорезистентными инфекциями и ежегодно от них умирает более 23 000 человек в Соединенных Штатах.

Заболевания, вызываемые устойчивыми к антибиотикам бактериями, которые могут инфицировать как животных, так и людей, становятся гораздо труднее поддаются лечению, чем болезни, вызываемые нестойкими бактериями.

Грибы менее понятны, чем бактерии.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предупредила, что, если ситуация не будет решена в срочном порядке, мир «приближается к постантибиотической эре, в которой обычные инфекции и легкие травмы могут вновь привести к гибели людей».

Природа — это очевидное место для поиска соединений с антибиотиками. Микроорганизмы производят соединения, которые нападают на другие виды микроорганизмов, чтобы помочь им выжить в конкурентной среде.

Однако исследователи, стоящие за новым исследованием, отмечают, что попытки найти новые антибиотики в природе в основном сосредоточены на бактериях, потому что они гораздо проще для изучения, чем грибы, о которых мы понимаем гораздо меньше.

Однако они отмечают, что грибы (как и бактерии) также образуют биоактивные соединения — молекулы, оказывающие воздействие на живые клетки, — для защиты от конкурентов.

Поэтому группа решила использовать инструменты секвенирования генома, которые были использованы для исследования бактерий с целью анализа грибов и их потенциала для производства биоактивных соединений.

Всего команда секвенировала геномы девяти видов рода Penicillium, члены которых вырабатывают пенициллин, открытый сэром Александром Флемингом в 1928 году.

Более 1 000 путей для биоактивных соединений

Данные, полученные из этих последовательностей, и полученные из последовательностей 15 опубликованных геномов, дали то, что авторы описывают как «огромный, неиспользуемый потенциал» для производства биоактивных соединений в этом роде.

По данным секвенирования генома 24 различных видов пеницилия, команда идентифицировала более 1000 путей — закономерностей конкретных молекулярных реакций и событий — для получения разнообразных биоактивных соединений с медицинским потенциалом.

Исследователи смогли предсказать соединения, образующиеся на 90 из этих путей, включая те, которые производят класс антибиотиков, называемых янутонами.

В результате дальнейших исследований они обнаружили ранее неописанный янутон, произведенный одним из видов пеницилия, который ранее не производил янутоны.

Таким образом, авторы считают, что их результаты показывают не только то, что грибы могут стать потенциальным источником новых антибиотиков, но и то, что они открывают источник новых — и, возможно, более эффективных — версий старых препаратов. Они приходят к такому выводу:

» Данное исследование является первым геномным анализом геномного разнообразия пеницилии и подчеркивает потенциал этих видов в качестве источника новых антибиотиков и других фармацевтических препаратов».