Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Antracimycyna - nowy antybiotyk?
Redakcja _, 12.07.2013 , Tagi: antybiotyki, wąglik
Antracimycyna - nowy antybiotyk?
Niedawno przeprowadzono badania nad całkiem nowym związkiem chemicznym. Przetestowano jego działanie na kilku drobnoustrojach chorobotwórczych, które może i nie powodują częstych infekcji, ale są groźne dla zdrowia, a nawet życia człowieka. Badania nad aktywnością przeciwdrobnoustrojową nowo odkrytych molekuł dają dużą szansę na przyszłe zastosowanie ich właściwości w farmakologii. Ogromne źródło takich związków stanowią Promieniowce, ale czy są one w stanie dać nam coś jeszcze? Warto prześledzić informacje o antracimycynie i odpowiedzieć sobie na pytanie: czy ten związek da nam szansę szybkiego leczenia wąglika?

Wąglik, to słowo kojarzy się przede wszystkim z bakterią. Bacillus anthracis (B. anthracis) jest Gram-dodatnią pałeczką, która należy do grupy gatunków Bacillus cereus. B. anthracis wytwarza spory, a miejscem jego bytowania jest gleba. Ten drobnoustrój jest nieruchliwym, względnym beztlenowcem, jego optymalna temperatura wzrostu to 37ºC.

W odróżnieniu od innych gatunków rodzaju Bacillus, ta bakteria, wywołuje infekcje przewodu pokarmowego, układu oddechowego oraz zakażenia skóry. Po przedostaniu się do organizmu gospodarza spory kiełkują w komórki wegetatywne, które są zdolne do namnażania w rozmaitych tkankach żywiciela. Zarodniki B. anthracis wymagają do przekształcenia się w komórki wegetatywne środowiska makrofagów. Spory tego mikroorganizmu są bardzo oporne na niekorzystne warunki środowiskowe, natomiast komórki wegetatywne przebywające poza organizmem gospodarza bardzo łatwo ulegają zniszczeniu lub też przekształcają się w zarodniki w zetknięciu z tlenem z powietrza.

Patogeniczność Bacillus anthracis wynika z obecności w jego strukturach komórkowych plazmidu wirulencji pXO1, który zawiera geny strukturalne dla białka egzotoksyny wąglika. Drugim plazmidem wirulencji jest plazmid pXO2, który odpowiada za syntezę szkodliwej otoczki kwasu poli-D-glutaminowego. Chorobę, którą wywołuje Bacillusanthracis nazywa się wąglikiem. Wąglik uważa się za chorobę zwierząt, najczęściej zwierząt roślinożernych. Ponieważ wszystkie ssaki są podatne na tę chorobę, istnieją przypadki odzwierzęcego zarażania się ludzi. Najcięższe postacie tej choroby, a więc płucna i jelitowa, mogą skończyć się śmiercią. Najczęstszą postacią wąglika jest postać skórna, której źródłem są zarażone zwierzęta lub zakażone produkty odzwierzęce. Fakt, że hodowle tego mikroorganizmu można łatwo uzyskać przy pomocy komercyjnych technologii oraz to, że bakteria stanowi źródło zakażenia w postaci aerozolu, można wykorzystać do posłużenia się B. anthracis jako bronią biologiczną. Podczas wojny w Zatoce Perskiej w 1991 produkowane były znaczne ilości zarodników wąglika. W 2001, w USA po ataku na World Trade Center, drogą pocztową rozprzestrzeniano spory B. anthracis. W wyniku tego ataku bioterrorystycznego zarażone zostały 22 osoby, a 5 z nich zmarło.

W zależności od postaci choroby pacjentom podaje się różne antybiotyki, często w wysokich dawkach i przez długi czas (nawet do 6 miesięcy). Istnieją również szczepionki, które w swoim składzie zawierają jedno z trzech białek tworzących pełną toksynę wąglikową. Niektóre ze szczepionek zawierają też inne białka toksyny lub też fragmenty otoczki bakterii. W większości krajów szczepionki są dostępne jedynie dla osób zagrożonych tą chorobą np. dla członków sił zbrojnych czy też pracowników laboratoriów. Wciąż trwają prace nad uzyskaniem skutecznej szczepionki z DNA B. anthracis.

Nowy gatunek Streptomyces wyizolowany z przybrzeżnych osadów w pobliżu Santa Barbara, w Kalifornii, okazuje się być niespotykanym narzędziem przydatnym w walce z gramdodatnimi laseczkami wąglika. Szczep CNH365 wykazywał się aktywnością przeciw B. anthracis oraz metycilinoopornym szczepom Staphylococcus aureus (MRSA)

Antracimycyna bo tak nazwano cząsteczkę nowego antybiotyku, wyizolowanego z hodowli pożytecznych Streptomyces, jest rzadką kombinacją 14- i 6-członowych pierścieni, które wskazują na pochodzenie od poliketydów. Jest to najprawdopodobniej makrolid, którego synteza przebiega w szlaku poliketydów. Podobną budowę chemiczną ma cykliczny metabolit – chlototonil, który jest syntetyzowany przez myksobakterie Sorangium cellulosum. Antracimycyna wykazuje również aktywność przeciwko innym gramdodatnim bakteriom jak Staphylococcus, Enterococcus oraz Streptococcus. W stosunku do bakterii gram-ujemnych antybiotyk okazywał się nieskuteczny. Antracimycyna jest potencjalnym antybiotykiem przeciwko B. anthracis o minimalnym stężeniu hamującym (MIC) wynoszącym 0,031 µg/cm3. Nowo odkryty związek chemiczny najprawdopodobniej hamuje syntezę DNA lub RNA.Chlorowany analog antracimycyny wykazywał się połową skuteczności oryginalnej molekuły, natomiast był bardziej skuteczny względem bakterii Gram-ujemnych takich jak Haemophilus influenzae, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa. Większa skuteczność chlorowanego analogu w stosunku do bakterii G(-) może wiązać się z odmienną budową ich ściany komórkowej.

Badania nad nową cząsteczką antybiotyku powinny zostać rozszerzone o modele zwierzęce. Niemniej jednak badania in vitro wskazują na możliwe zastosowanie antracimycyny w leczeniu infekcji bakteryjnych. Być może dzięki niej uzyskamy lepsze efekty leczenia rzadkich, ale ciężkichzakażeń B. anthracis lub szczepami MRSA.

 

Magdalena Kolenda

Źródła

Źródła:

Anthracimycin, a Potent Anthrax Antibiotic from a Marine-Derived Actinomycete, Kyoung Hwa Jang, Sang-Jip Nam, Jeffrey B. Locke, Christopher A. Kauffman, Deanna S. Beatty, Lauren A. Paul, William Fenical, Angew. Chem. Int. Ed. 2013.

Bacillus anthracis physiology and genetics; Theresa M. Koehler; Department of Microbiology and Molecular Genetics, The University of Texas, Houston Health Science Center, Houston, TX, United States;MolecularAspects of Medicine 30 (2009) 386–396

KOMENTARZE
Newsletter