Sângele de stridie, noua generație de antibiotice? Descoperire senzațională în lumea farmaceutică

Sângele de stridie, noua generație de antibiotice? Căutarea unei soluții pentru rezistența antimicrobiană a dus la o descoperire. Și cercetătorii au zis „întotdeauna găsești în ultimul loc unde te-ai aștepta”: stridiile australiene.

Știm că rezistența antimicrobiană provoacă cel puțin 1 milion de decese în fiecare an, iar experții suspectează că acest număr se va dubla până în 2050. În acest scop, o echipă de oameni de știință din Australia a pornit să exploreze alternative la antibiotice.

Au observat activitatea antibacteriană a unui extract proteic semipurificat din hemolimfa stridiei de stâncă din Sydney (Saccostrea glomerata). Descoperirile lor au fost publicate în revista PLOS One.

Sângele de stridie, noua generație de antibiotice?

Totul începe cu proteinele și peptidele antimicrobiene (AMPP) — unele dintre cele mai promițătoare soluții farmacologice în lupta împotriva rezistenței antimicrobiene.

Această echipă de cercetători investigase deja AMPP-urile nevertebratelor marine, în special ale moluștelor, potrivit medscape.com. Nevertebratele, precum moluștele, nu dispun de un sistem imunitar dobândit și, prin urmare, nu produc anticorpi pentru a răspunde agenților patogeni. Cu toate acestea, ele prosperă în habitate bogate în microbi.

„M-am gândit că [moluștele] trebuie să aibă în hemolimfa lor (sângele lor) compuși antimicrobieni puternici pentru a compensa acest lucru, mai ales moluștele care se hrănesc prin filtrare, cum sunt stridiile, care pompează constant bacterii prin branhii,” a spus Kirsten Benkendorff, profesoară la National Marine Science Centre, Southern Cross University, Coffs Harbour, Australia, și coordonatoarea studiului.

Sub coordonarea lui Benkendorff, cercetătoarea principală Kate Summer a analizat hemolimfa mai multor specii de moluște și s-a inspirat din studiile postdoctorale ale lui Benkendorff asupra maselor de ouă ale moluștelor. Benkendorff descoperise anterior un compus antibiotic în capsulele de ouă de melc marin: nu o proteină sau un peptid antimicrobian, ci un compus organic mic, un indol bromurat.

Pe lângă hemolimfa moluștelor, Summer a studiat și indolii bromurați izolați anterior de Benkendorff împotriva agentului patogen respirator Streptococcus pneumoniae. Hemolimfa stridiei de stâncă din Sydney a prezentat cea mai puternică și reproductibilă activitate antibacteriană.

„Am publicat un articol preliminar în Marine Biotechnology în care am caracterizat activitatea antibacteriană a hemolimfei și fracțiunilor proteice ale stridiei împotriva S. pneumoniae,” a spus Benkendorff. „Articolul din PLOS One a extins această cercetare, testând activitatea antibacteriană și antibiofilmică a fracțiunii active de AMPP împotriva a trei tulpini clinice de S. pneumoniae, precum și a altor șase patogeni respiratori.”

Ce au descoperit despre sângele de stridie

Summer și echipa sa au testat AMPP-ul din stridie în combinație cu antibiotice convenționale (ampicilină, gentamicină, trimetoprim și ciprofloxacină), observând că la concentrații scăzute eficacitatea acestor antibiotice a crescut de 2 până la 32 de ori. Terapia combinată a fost deosebit de eficientă împotriva infecțiilor cu stafilococ auriu (Staphylococcus aureus) și a infecțiilor cu Pseudomonas aeruginosa (persoanele cu afecțiuni autoimune fiind cele mai vulnerabile).

„Singur, AMPP-ul din stridii a prezentat o activitate specifică împotriva speciilor de Streptococcus,” a spus Benkendorff. „Însă, folosit în combinație, a fost nevoie de doze mai mici atât de AMPP, cât și de antibiotice convenționale pentru a ucide o gamă largă de patogeni respiratori. Acest lucru sugerează că AMPP-ul stridiei are un mecanism de acțiune diferit față de antibioticele convenționale, posibil prin pătrunderea biofilmelor și a pereților celulari, făcând antibioticele mai accesibile celulelor.”

Majoritatea infecțiilor bacteriene implică formarea de biofilme — substanțe vâscoase auto-secrete care protejează bacteriile de sistemul imunitar al gazdei și de antibiotice.

Pe lângă rezistența antimicrobiană, pneumonia și alte infecții respiratorii sunt greu de tratat din cauza formării biofilmelor, ceea ce explică de ce continuă să fie o cauză principală de spitalizare și mortalitate în rândul copiilor și al vârstnicilor. Summer și echipa sa au descoperit că AMPP-urile din stridii nu doar că pot pătrunde biofilmele deja formate ale bacteriilor Streptococcus spp., dar pot și preveni formarea acestora.

De asemenea, AMPP-urile din stridii nu au prezentat efecte toxice asupra celulelor pulmonare umane, demonstrându-și astfel potențialul ca agenți antimicrobieni eficienți și siguri pentru dezvoltarea de noi terapii.

Stridiile pot salva viața oamenilor și nu numai

Utilizarea AMPP-urilor din stridii ar putea ajuta nu doar la combaterea rezistenței antimicrobiene existente, ci și la încetinirea ritmului său de evoluție. Dozele combinate mai mici de AMPP și antibiotice reduc expunerea și dependența de antibiotice.

„AMPP-urile reprezintă un domeniu promițător, cu mult potențial,” a declarat Shauna McGillivray, doctor în biologie la Texas Christian University, Fort Worth, Texas, specializată în interacțiuni gazdă-patogen. „Ele sunt foarte puternice singure, dar pot și să îmbunătățească eficacitatea antibioticelor, chiar și în cazuri unde există niveluri ridicate de rezistență.”

McGillivray, care nu a fost implicată în cercetare, a subliniat că rezistența la AMPP-uri este, în general, mai scăzută decât în cazul antibioticelor convenționale, dar „rezistență scăzută nu înseamnă lipsa rezistenței”, iar bacteriile pot evolua și ele. Folosirea AMPP-urilor provenite din surse non-umane este o strategie inteligentă, deoarece extinde gama de AMPP-uri disponibile și poate reduce riscurile de rezistență la AMPP-urile naturale ale gazdei.

Ce urmează după descoperire

Desigur, este nevoie de cercetări suplimentare. Încă există întrebări privind influența condițiilor stridiilor și a momentului recoltării (în funcție de climă, sezon, calitatea apei și ciclul de viață al organismului) asupra activității AMPP.

Deși Summer a reușit să izoleze și să identifice extractul proteic din hemolimfa stridiei folosind cromatografia lichidă de înaltă performanță și să asocieze activitatea antibacteriană și antibiofilmică unei fracțiuni principale de proteine, aceste proteine necesită purificare suplimentară pentru a fi testate individual și în combinație.

Proteinele identificate sunt în mare parte proteine „de menaj” (housekeeping proteins).

„Doar câteva proteine par să fie candidate AMPP în funcție de prezența lor în fracțiunile active,” a precizat Benkendorff. Cistatinele au fost cele mai abundente AMPP-uri din extract, dar sunt necesare mai multe studii pentru a le testa în combinație cu antibioticele.

Vestea bună: dacă se va dezvolta un medicament pe baza extractului proteic al stridiei de stâncă din Sydney, cercetătorii sunt optimiști că vor putea menține și populația de stridii.

„Stridiile de stâncă din Sydney pot fi crescute la scară largă prin acvacultură, astfel încât va fi posibilă producerea de cantități suficiente pentru testele preclinice și clinice,” a spus Benkendorff. „Dacă aceste teste vor avea succes, se pot dezvolta metode alternative de biosinteză la scară largă prin inginerie genetică.”

McGillivray subliniază că astfel de cercetări trebuie să rămână o prioritate:

„Ne aflăm într-un moment critic în privința rezistenței antimicrobiene și este nevoie de investiții în noi antibiotice acum. Antibioticele au revoluționat medicina, dar, din păcate, le-am luat de-a gata.”

Citește și: Cum produc stridiile perle?