יצרני אנטיביוטיקה גליקופפטידים. (אוניברסיטת מקמאסטר)
מחקר חדש התחקה אחר ההיסטוריה של אנטיביוטיקה ועמידות לאנטיביוטיקה כ-350-500 מיליון שנה, מחקר בגניאלוגיה עמוקה של מיקרואורגניזמים שיכול לעזור במאבק הנוכחי שלנו להכיל אתעליית חיידקי העל.
הצוות התמקד בסוג של אנטיביוטיקה בשםגליקופפטידים- כמו ונקומיצין וטייקופלנין - והדרך שבה הם התפתחו לאורך אלפי השנים. Vancomycin מוגדר כ-anרפואה חיוניתעל ידי ה, וניתן להשתמש בוכמוצא אחרוןטיפול תרופתי במקרים מסוימים.
אנטיביוטיקה זו נמצאת גם תחת איום הולך וגובר כתוצאה מעמידות לאנטיביוטיקה, מכיוון שחיידקים מתפתחים כדי להתנגד לתרופות הטובות ביותר שאנו יכולים לזרוק עליהן. החוקרים קיוו לחשוף כמה רמזים כיצד נוכל לנצח במירוץ האבולוציוני בעתיד, ולעלות על ההגנות שמיקרובים מציבים.
"התוצאות שחשפנו במחקר זה מציעות עדשה חשובה שדרכה ניתן לשקול את משבר האנטיביוטיקה הנוכחי."אומר הביוכימאי ניקולס וגלכנר, מאוניברסיטת מקמאסטר בקנדה.
מעקב אחר גליקופפטידים אחורה בזמן אינו קל. כפי שהצוות מציין במאמרם, אנטיביוטיקה גליקופפטידית מיוצרת על ידיאקטינובקטריה, קבוצה חשובה של חיידקים המצויים באדמה.
כדי לעקוב אחר הסינתזה של אנטיביוטיקה גליקופפטידים לאורך זמן אבולוציוני, החוקרים נאלצו לפנות לאשכולות גנים ביו-סינתטיים (BGCs) שיכולים להכיל גנים לא רק לייצור ולוויסות גליקופפטידים אלה, אלא גם לעמידות. משימה לא פשוטה, בהתחשב ב-BGC יכולים להשתנות בהרכב הכימי שלהם, ולכל אחד יכול להיות אילן יוחסין נפרד משלו.
"חילוץ ההיסטוריה הזו מרצפי הגנום קשה שכן שימור הרכיבים האישיים של צבירי גנים אלה משתנה ולכל רכיב יכול להיות מסלול שונה."כותב הצוות במחקר שלהם.
זהו אחד ממחקרים בודדים שעד כה השתמשו ב-BGCs כדי לבדוק כיצד ייצור אנטיביוטיקה ועמידות לאנטיביוטיקה עשויים להתפתח במקביל. חלק מהביוסינתזה שהתרחשה לאורך הדרך עשויה להיות שימושית בהנדסת טיפולים תרופתיים עתידיים.
החוקרים גילו שעמידות לגליקופפטיד צצה באקטינובקטריה בערך באותו זמן כמו הגנים האחראים לייצור אבותיו של ונקומיצין - וכל זה קרה לפני 350 עד 500 מיליון שנים.
"תרכובות אלו היו שימושיות לחיידקים על פני כדור הארץ אפילו לפני כןהופיע, וההתנגדות התפתחה יחד עם הייצור כאמצעי להגנה עצמית לייצור חיידקים."אומר וגלכנר.
"השימוש בוונקומיצין בתקופה המודרנית ברפואה ובחקלאות הביא לתנועת התנגדות של יצרנים תמימים אלה לחיידקים גורמי מחלות במשך כמה עשורים קצרים."
אם אנו מסוגלים לייצר תרופות משופרות מלימוד על ההקשר האבולוציוני הזה, ככל שזה יגיע מוקדם יותר כך טוב יותר. כעת נמצאות עדויות לעמידות לאנטיביוטיקה בחלק מהןהמקומות הנידחים ביותר על פני כדור הארץ, ואפילו בחלל.
אבל כל תקווה לא אבדה. מדענים ממשיכים לגלות אפשרויות חדשות לפיתוח הגל הבא של אנטיביוטיקה, בין אם זה מסתכל בחיידקי הקרקענצמדים לחרקים, או שילוב של תרופות קיימות יחדבדרכים חדשות.
"הממצאים שלנו הם בעלי עניין משמעותי",אומר הביוכימאי גרי רייט, מאוניברסיטת מקמאסטר בקנדה.
"המחקר שלנו חושף כמה השלכות על האופן שבו נוכל לנהל את השימוש באנטיביוטיקה ולמצוא תרופות חדשות לזיהומים אנטי-מיקרוביאליים".
המחקר פורסם במיקרוביולוגיה של הטבע.
