Neues Antibiotikum stammt von einem pathogenen Bakterium in Kartoffeln
Pflanzenassoziierte Bakterien sind eine potenzielle Quelle für Antibiotika, die klinisch und landwirtschaftlich genutzt werden könnten
Die wachsende Bedrohung durch antimikrobielle Resistenzen hat Forscher dazu veranlasst, überall nach neuen Verbindungen zu suchen. In mBio berichtet ein multinationales Forscherteam aus Europa über die Entdeckung eines neuen antimykotischen Antibiotikums namens Solanimycin. Die Verbindung, die ursprünglich aus einem pathogenen Bakterium isoliert wurde, das Kartoffeln infiziert, wird offenbar von einem breiten Spektrum verwandter pflanzenpathogener Bakterien produziert.
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Solanimycin wirkt den Forschern zufolge gegen eine Vielzahl von Pilzen, die dafür bekannt sind, landwirtschaftliche Nutzpflanzen zu infizieren und zu schädigen. In Laborstudien wirkte der Wirkstoff auch gegen Candida albicans, einen Pilz, der natürlich im Körper vorkommt, aber gefährliche Infektionen verursachen kann. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Solanimycin und verwandte Verbindungen sowohl in der Landwirtschaft als auch im klinischen Bereich von Nutzen sein könnten.
Bodenmikroben, insbesondere aus dem Stamm der Actinobacteria, produzieren die meisten der heute verwendeten therapeutischen Antibiotika. Die neue Entdeckung deutet darauf hin, dass pflanzliche Mikroorganismen eine nähere Betrachtung wert sind, vor allem, da Nutzpflanzen 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., von der Estación Experimental del Zaidín des spanischen Forschungsrats in Granada.
"Wir müssen viel mehr mikrobielle Populationen untersuchen, die uns zur Verfügung stehen", 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 an der Universität Cambridge begannen vor etwa zehn Jahren mit der Erforschung seines antibiotischen Potenzials.
"Diese Stämme sind schnell aufgetaucht, und jetzt sind sie weit verbreitet", sagt Matilla.
Solanimycin ist nicht das erste Antibiotikum, das aus dieser Mikrobe gewonnen wird. In früheren Arbeiten fanden die Forscher heraus, dass D. solani ein Antibiotikum namens Oocydin A produziert, das gegen mehrere pilzliche Pflanzenpathogene hochwirksam ist.
Diese früheren Entdeckungen sowie die Analyse des Genoms des Bakteriums deuteten darauf hin, dass es weitere Antibiotika synthetisieren könnte, so Matilla, ebenfalls mit antimykotischem Potenzial. Dieser Hinweis hat sich ausgezahlt: Matilla, Monson, Salmond und ihre Kollegen fanden heraus, dass das Bakterium weiterhin antimykotische Aktivität zeigte, als 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 diese Verbindung hergestellt wird.
Die Forscher fanden heraus, dass das Bakterium die Verbindung sparsam einsetzt und sie in Abhängigkeit von der Zelldichte produziert. Eine saure pH-Umgebung - wie in einer Kartoffel - aktiviert ebenfalls das Solanimycin-Gencluster. Monson sagte, dass dies fast wie ein cleverer Schutzmechanismus aussieht.
"Es handelt sich um ein Antimykotikum, von dem wir glauben, dass es wirkt, indem es Pilzkonkurrenten abtötet, wovon die Bakterien sehr profitieren", so Monson. "Aber man schaltet es nur ein, wenn man in einer Kartoffel ist."
Monson sagte, dass die Forscher begonnen haben, mit Chemikern zusammenzuarbeiten, um mehr über die Molekularstruktur von Solanimycin zu erfahren und besser zu verstehen, wie es funktioniert. Anschließend hoffen sie und Matilla auf weitere Tests des Wirkstoffs in Pflanzen- und Tiermodellen.
"Unsere zukünftigen Schritte konzentrieren sich auf den Versuch, dieses antibiotische Antimykotikum für den Pflanzenschutz einzusetzen", so Matilla. Das Forschungsteam sieht in der Entdeckung ein ermutigendes Zeichen dafür, dass Pflanzenpathogene - wie D. solani -dazu gebracht werden könnten, Verbindungen herzustellen, die gegen Krankheiten bei Pflanzen und Menschen eingesetzt werden können.
"Wir müssen offen sein für die Erforschung von allem, was es da draußen gibt, um neue Antibiotika zu finden", sagte Matilla.
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