Laut Artik ternyata menjadi harta karun yang berpotensi untuk ubat-ubatan baru

Para saintis telah menemui sebatian baharu dalam bakteria Laut Artik yang boleh melawan jangkitan tahan antibiotik dan membuka jalan untuk ubat generasi akan datang.

Masalah rintangan antibiotik dan peluang baru

Antibiotik adalah asas perubatan moden; tanpa mereka, merawat jangkitan dan melakukan pembedahan akan menjadi sangat berisiko. Walau bagaimanapun, setiap tahun kita menghadapi masalah rintangan bakteria yang semakin meningkat terhadap antibiotik, manakala kadar penemuan antibiotik yang pada asasnya baru jauh ketinggalan.

Meneroka habitat baharu

Terdapat sebab untuk harapan: 70% daripada semua antibiotik berlesen datang daripada actinobacteria yang hidup di dalam tanah, tetapi kebanyakan habitat di Bumi masih belum diterokai. Mencari antibiotik baharu di kalangan actinobacteria di tempat lain yang kurang dikaji, seperti Laut Artik, adalah strategi yang menjanjikan. Terutama jika molekul baru boleh didapati yang tidak membunuh bakteria secara langsung, tetapi mengurangkan virulensi mereka (keupayaan untuk menyebabkan penyakit), menjadikannya lebih sukar untuk rintangan berkembang dan mengurangkan kemungkinan kesan sampingan.

Kaedah saringan lanjutan mendedahkan sebatian baharu

"Dalam kajian kami, kami menggunakan pemeriksaan kepekaan tinggi (FAS-HCS) dan ujian translokasi Tir untuk mengenal pasti secara khusus sebatian antivirulen dan antibakteria daripada ekstrak actinobacteria," kata Dr Päivi Tammela, profesor di Universiti Helsinki, Finland, dan pengarang utama kajian yang diterbitkan dalam jurnal Frontiers in Microbiology. "Kami menemui dua sebatian berbeza: fosfolipid besar yang menghalang keganasan enteropatogenik E. coli (EPEC) tanpa menjejaskan pertumbuhannya, dan sebatian yang menghalang pertumbuhan bakteria, kedua-duanya daripada actinobacteria yang diasingkan dari lautan Artik."

Untuk menganalisis calon ubat, pasukan itu menjalankan sistem pemeriksaan automatik yang direka untuk berfungsi dengan ekstrak mikrob kompleks. Para penyelidik membangunkan satu set kaedah baru yang membolehkan mereka menguji kesan antivirus dan antibakteria secara serentak daripada ratusan sebatian yang tidak diketahui. Mereka memilih sebagai sasaran strain EPEC yang menyebabkan cirit-birit teruk pada kanak-kanak bawah lima tahun, terutamanya di negara membangun.

Penemuan sebatian antivirulen dan antibakteria

Sebatian yang dikaji diperoleh daripada empat spesies aktinobakteria yang diasingkan daripada invertebrata yang dikumpul di Laut Artik di luar Svalbard semasa ekspedisi kapal penyelidikan Norway Kronprinz Haakon pada Ogos 2020. Bakteria kemudiannya dibiakkan, sel diekstrak dan kandungannya dipisahkan kepada pecahan. Setiap pecahan telah diuji secara in vitro untuk EPEC yang mematuhi sel karsinoma kolorektal.

Para penyelidik menemui dua sebatian yang tidak diketahui sebelum ini dengan aktiviti biologi yang berbeza: satu daripada strain yang tidak diketahui (T091-5) daripada genus Rhodococcus dan satu lagi daripada strain yang tidak diketahui (T160-2) daripada genus Kocuria. Kompaun daripada strain T091-5, yang dikenal pasti sebagai fosfolipid besar, menunjukkan kesan antivirulensi yang kuat dengan menghalang pembentukan alas aktin dan pengikatan EPEC pada reseptor Tir pada permukaan sel perumah. Kompaun daripada strain T160-2 menunjukkan sifat antibakteria yang kuat, menghalang pertumbuhan bakteria EPEC.

Keputusan yang menjanjikan dan langkah seterusnya

Analisis terperinci menunjukkan bahawa fosfolipid daripada strain T091-5 tidak menghalang pertumbuhan bakteria, menjadikannya calon yang menjanjikan untuk terapi antiviral kerana ia mengurangkan kemungkinan pembangunan rintangan. Pada masa yang sama, sebatian daripada strain T160-2 menghalang pertumbuhan bakteria dan akan dikaji lebih lanjut sebagai antibiotik baharu yang berpotensi.

Kaedah HPLC-HR-MS2 digunakan untuk mengasingkan dan mengenal pasti sebatian ini. Berat molekul fosfolipid adalah sekitar 700 dan ia mengganggu interaksi antara EPEC dan sel perumah. "Langkah seterusnya termasuk mengoptimumkan keadaan kultur untuk pengeluaran kompaun dan mengasingkan jumlah yang mencukupi bagi setiap kompaun untuk pencirian lanjut struktur dan aktiviti biologi mereka," tambah Tammela.