ทะเลอาร์กติกกลายเป็นแหล่งขุมทรัพย์อันมีค่าสำหรับยารักษาโรคชนิดใหม่

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบสารประกอบใหม่ในแบคทีเรียในทะเลอาร์กติก ซึ่งสามารถต่อสู้กับการติดเชื้อที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ และปูทางไปสู่ยาในยุคต่อไป

ปัญหาการดื้อยาปฏิชีวนะและโอกาสใหม่

ยาปฏิชีวนะถือเป็นพื้นฐานของการแพทย์สมัยใหม่ การรักษาการติดเชื้อและการผ่าตัดหากขาดยาปฏิชีวนะจะมีความเสี่ยงอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ทุกปี เราต้องเผชิญกับปัญหาแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะที่เพิ่มมากขึ้น ในขณะที่การค้นพบยาปฏิชีวนะใหม่ๆ ยังคงตามหลังอยู่มาก

การสำรวจแหล่งที่อยู่อาศัยใหม่

มีเหตุผลให้หวังได้: ยาปฏิชีวนะที่ได้รับอนุญาต 70% มาจากแอคติโนแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในดิน แต่แหล่งที่อยู่อาศัยส่วนใหญ่บนโลกยังไม่ได้รับการสำรวจ การค้นหายาปฏิชีวนะชนิดใหม่ในกลุ่มแอคติโนแบคทีเรียในสถานที่อื่นๆ ที่ยังไม่ได้รับการศึกษา เช่น ทะเลอาร์กติก ถือเป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสามารถค้นพบโมเลกุลใหม่ที่ไม่สามารถฆ่าแบคทีเรียโดยตรงได้ แต่ลดความรุนแรง (ความสามารถในการทำให้เกิดโรค) ของแบคทีเรีย ทำให้ดื้อยาได้ยากขึ้นและลดโอกาสเกิดผลข้างเคียง

วิธีการคัดกรองขั้นสูงเผยให้เห็นสารประกอบใหม่

“ในการศึกษาของเรา เราใช้การคัดกรองความไวสูง (FAS-HCS) และการทดสอบการเคลื่อนย้าย Tir เพื่อระบุสารประกอบต้านไวรัสและแบคทีเรียจากสารสกัดจากแอคติโนแบคทีเรียโดยเฉพาะ” ดร. Päivi Tammela ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเฮลซิงกิ ประเทศฟินแลนด์ และหัวหน้าคณะผู้เขียนการศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารFrontiers in Microbiology กล่าว “เราพบสารประกอบที่แตกต่างกันสองชนิด ได้แก่ ฟอสโฟลิปิดขนาดใหญ่ที่ยับยั้งความรุนแรงของเชื้อ E. coli ที่ทำให้เกิดโรคในลำไส้ (EPEC) โดยไม่ส่งผลต่อการเจริญเติบโต และสารประกอบที่ยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ทั้งสองชนิดมาจากแอคติโนแบคทีเรียที่แยกได้จากมหาสมุทรอาร์กติก”

เพื่อวิเคราะห์ยาที่เป็นตัวเลือก ทีมวิจัยได้ดำเนินการระบบคัดกรองอัตโนมัติที่ออกแบบมาเพื่อทำงานกับสารสกัดจากจุลินทรีย์ที่ซับซ้อน นักวิจัยพัฒนาชุดวิธีการใหม่ที่ทำให้พวกเขาสามารถทดสอบฤทธิ์ต้านไวรัสและต้านแบคทีเรียของสารประกอบที่ไม่รู้จักหลายร้อยชนิดได้พร้อมกัน พวกเขาเลือกสายพันธุ์ของ EPEC ที่ทำให้เกิดอาการท้องร่วงอย่างรุนแรงในเด็กอายุต่ำกว่า 5 ขวบ โดยเฉพาะในประเทศกำลังพัฒนาเป็นเป้าหมาย

การค้นพบสารต้านไวรัสและแบคทีเรีย

สารประกอบที่ศึกษาได้มาจากแอคติโนแบคทีเรีย 4 สายพันธุ์ที่แยกได้จากสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่เก็บได้ในทะเลอาร์กติกนอกชายฝั่งสฟาลบาร์ดระหว่างการสำรวจของเรือวิจัย Kronprinz Haakon ของนอร์เวย์ในเดือนสิงหาคม 2020 จากนั้นจึงเพาะเลี้ยงแบคทีเรีย สกัดเซลล์ และแยกเนื้อหาออกเป็นเศษส่วน แต่ละเศษส่วนได้รับการทดสอบในหลอดทดลองเพื่อหา EPEC ที่เกาะติดกับเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่

นักวิจัยค้นพบสารประกอบที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน 2 ชนิดที่มีกิจกรรมทางชีวภาพที่แตกต่างกัน หนึ่งชนิดมาจากสายพันธุ์ที่ไม่รู้จัก (T091-5) ของสกุล Rhodococcus และอีกชนิดหนึ่งมาจากสายพันธุ์ที่ไม่รู้จัก (T160-2) ของสกุล Kocuria สารประกอบจากสายพันธุ์ T091-5 ซึ่งระบุว่าเป็นฟอสโฟลิปิดขนาดใหญ่ แสดงให้เห็นถึงผลต้านไวรัสที่มีประสิทธิภาพโดยยับยั้งการก่อตัวของฐานแอคตินและการจับของ EPEC กับตัวรับ Tir บนพื้นผิวเซลล์โฮสต์ สารประกอบจากสายพันธุ์ T160-2 แสดงให้เห็นคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียที่แข็งแกร่ง โดยยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรีย EPEC

ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจและขั้นตอนต่อไป

การวิเคราะห์อย่างละเอียดแสดงให้เห็นว่าฟอสโฟลิปิดจากสายพันธุ์ T091-5 ไม่สามารถยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียได้ ทำให้เป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มดีสำหรับการบำบัดด้วยยาต้านไวรัส เนื่องจากช่วยลดโอกาสที่เชื้อจะดื้อยาได้ ในขณะเดียวกัน สารประกอบจากสายพันธุ์ T160-2 สามารถยับยั้งการเติบโตของแบคทีเรียได้ และจะมีการศึกษาเพิ่มเติมในฐานะยาปฏิชีวนะชนิดใหม่ที่มีศักยภาพ

วิธี HPLC-HR-MS2 ถูกนำมาใช้เพื่อแยกและระบุสารประกอบเหล่านี้ น้ำหนักโมเลกุลของฟอสโฟลิปิดอยู่ที่ประมาณ 700 และมันไปขัดขวางปฏิสัมพันธ์ระหว่าง EPEC และเซลล์โฮสต์ “ขั้นตอนต่อไปได้แก่ การปรับสภาพการเพาะเลี้ยงให้เหมาะสมสำหรับการผลิตสารประกอบและการแยกสารประกอบแต่ละชนิดในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการกำหนดลักษณะโครงสร้างและกิจกรรมทางชีวภาพเพิ่มเติม” ทัมเมลาเสริม