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Könnten Pilze eine unerschlossene Quelle neuer Antibiotika sein?
Pilze könnten eine große Fundgrube für neue Medikamente zur Bekämpfung von Infektionen durch Bakterien und andere Mikroben beherbergen. Zu diesem Schluss kamen Wissenschaftler der Chalmers University of Technology in Göteborg, Schweden, nachdem sie die Genome mehrerer Pilzarten gescannt und mehr als 1.000 Wege identifiziert hatten, die bioaktive Verbindungen bilden. Das Team glaubt, dass die Entdeckung ein wichtiger Schritt zur Lösung des globalen Problems der Antibiotikaresistenz sein könnte.
Forscher glauben, dass Pilze - wie die hier gezeigten 10 verschiedenen Penicillium-Arten (die jeweils auf zwei verschiedenen Medien angebaut werden) - eine riesige potenzielle Quelle neuer Antibiotika zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten beherbergen.
Bildnachweis: Chalmers University of Technology
Die Forscher berichten ihre Ergebnisse in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Natur Mikrobiologie.
Antibiotika sind Medikamente, die bakterielle Infektionen behandeln und verhindern - entweder durch Abtöten der Bakterien oder indem sie ihre Ausbreitung stoppen. Antibiotikaresistenz entsteht, wenn sich die Bakterien nach Exposition gegenüber diesen Verbindungen verändern.
Seit den 1940er Jahren haben Antibiotika und andere antimikrobielle Medikamente Krankheiten und Todesfälle durch Infektionen durch Mikroben dramatisch reduziert.
Aufgrund der anhaltenden und weit verbreiteten Verwendung dieser Medikamente haben die Bakterien und andere krankheitserregende Mikroben, gegen die die Medikamente abzutöten sind, die Fähigkeit entwickelt, diese zu überleben.
Nach Angaben des Centers for Disease Control and Prevention (CDC) erkranken jedes Jahr mindestens zwei Millionen Menschen an Antibiotika-resistenten Infektionen und mehr als 23.000 Menschen sterben in den USA daran.
Die Krankheiten, die durch antibiotikaresistente Bakterien verursacht werden, die sowohl Tiere als auch Menschen infizieren können, werden viel schwieriger zu behandeln als solche, die durch nicht resistente Bakterien verursacht werden.
Weniger gut verstandene Pilze als Bakterien
Schnelle Fakten über Antibiotikaresistenz- Antibiotikaresistente Infektionen erfordern längere Krankenhausaufenthalte, höhere Behandlungskosten und ein höheres Sterberisiko.
- Antibiotikaresistenz ist eine der größten Bedrohungen für die öffentliche Gesundheit, die Ernährungssicherheit und die Entwicklung der Welt.
- Es kann jeden treffen, egal wie alt er ist oder wo er lebt.
Erfahren Sie mehr über Antibiotikaresistenz
Die Weltgesundheitsorganisation (World Health Organization, WHO) warnte davor, dass die Welt, wenn die Situation nicht dringend angegangen wird, "auf eine Ära nach der Antibiotikagabe zusteuere, in der häufige Infektionen und leichte Verletzungen wieder töten können".
Die Natur ist ein naheliegender Ort, um nach Verbindungen mit antibiotischen Eigenschaften zu suchen. Mikroorganismen produzieren Verbindungen, die andere Arten von Mikroorganismen angreifen, um ihnen zu helfen, in einer Wettbewerbsumgebung zu überleben.
Die Forscher hinter der neuen Studie stellen jedoch fest, dass Versuche, neue Antibiotika in der Natur zu finden, sich hauptsächlich auf Bakterien konzentriert haben, weil sie viel leichter zu untersuchen sind als Pilze, von denen wir viel weniger verstehen.
Sie stellen jedoch fest, dass Pilze (ähnlich wie Bakterien) auch bioaktive Verbindungen - Moleküle, die sich auf lebende Zellen auswirken - zur Verteidigung gegen Konkurrenten machen.
Das Team entschied daher, die Genom-Sequenzierungs-Tools, mit denen Bakterien untersucht wurden, zu nutzen, um Pilze und ihr Potenzial zur Herstellung bioaktiver Verbindungen zu analysieren.
Insgesamt sequenzierte das Team die Genome von neun Arten der Gattung Penicillium - deren Mitglieder das Penicillin produzieren, das Sir Alexander Fleming 1928 entdeckte.
Mehr als 1.000 Wege für bioaktive Verbindungen
Die Daten dieser Sequenzen, und jene, die aus den Sequenzen von 15 veröffentlichten Genomen erhalten wurden, ergaben, was die Autoren als "ein immenses, ungenutztes Potential" für die Herstellung von bioaktiven Verbindungen in dieser Gattung beschreiben.
Aus den Genomsequenzierungsdaten von 24 verschiedenen Arten von Penicillium, das Team identifiziert mehr als 1.000 Wege - Muster von bestimmten molekularen Reaktionen und Ereignissen - für die Herstellung einer Vielzahl von bioaktiven Verbindungen mit medizinischem Potenzial.
Die Forscher waren in der Lage, die Verbindungen vorherzusagen, die von 90 der Signalwege produziert wurden - einschließlich solcher, die eine Klasse von Antibiotika produzieren, die als Yanuthone bezeichnet werden.
Bei weiteren Untersuchungen fanden sie ein früher unbeschriebenes Yanuthone, das von einer Art von Penicillium das war vorher nicht bekannt, um yanuthones zu machen.
Daher glauben die Autoren, dass ihre Ergebnisse nicht nur zeigen, dass Pilze eine riesige potenzielle Quelle neuer Antibiotika bieten können, sondern auch, dass sie eine Quelle neuer - und vielleicht effektiverer - Versionen alter Medikamente freisetzen. Sie folgern, dass:
"Diese Studie ist die erste gattungsweite Analyse der genomischen Vielfalt von Penicillia und unterstreicht das Potenzial dieser Arten als Quelle für neue Antibiotika und andere Arzneimittel. "
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