O specie de bacterii cu proprietăți anti-melanom, găsită în ascidiile din Oceanul Antarctic

Există puține locuri mai îndepărtate de dulapul cu medicamente decât sunt țesuturile unei ascidii, sau tunicier, de pe fundul înghețat al Oceanului Antarctic – dar tocmai aici oamenii de știință caută să găsească un nou tratament cu proprietăți anti-melanom, unul dintre cele mai periculoase tipuri de cancer de piele.

Într-o nouă lucrare care a fost publicată pe 1 decembrie 2021 în mSphere, o echipă de cercetare de la DRI, Laboratorul Național Los Alamos (LANL) și Universitatea din Florida de Sud (USF) au făcut pași către obiectivul lor, urmărind cu succes un compus cu proprietăți anti-melanom produs în mod natural, numită „palmerolidă A”, până la sursa sa: un microb care rezidă în Synoicum adareanum, o specie de ascidie comună în apele arhipelagului Anvers Island din Antarctica.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

„Am bănuit de mult că palmerolida A a fost produsă de unul dintre numeroasele tipuri de bacterii care trăiesc în această specie gazdă ascidiană, S. adareanum”, a explicat autorul principal dr. Alison Murray, profesor de cercetare de biologie la DRI, citează Phys.org.

„Acum am reușit să identificăm microbul specific care produce acest compus, ceea ce reprezintă un pas uriaș înainte spre dezvoltarea unui tratament natural pentru melanom”, a adăugat Murray.

Bacteria cu proprietăți anti-melanom nu a mai fost studiată anterior

Bacteria pe care echipa a identificat-o este un membru al unui gen nou și nestudiat anterior, Candidatus Synoicihabitans palmerolidicus.

Acest progres în cunoștințe se bazează pe ceea ce Murray și colegii ei au învățat de-a lungul a mai mult de un deceniu de cercetare asupra palmerolidei A și a asocierii acesteia cu microbiomul (suita colectivă de microbi și genomul lor) al ascidianului gazdă S. adareanum.

În 2008, Murray a lucrat cu Bill Baker, profesor de chimie la USF și dr. Christian Riesenfeld, cercetător postdoctoral la DRI, pentru a publica un studiu privind diversitatea microbiană a unui singur organism S. adareanum.

În 2020, echipa s-a extins pentru a include cercetători suplimentari de la LANL, USF și Universitatea din Nantes și a publicat o nouă lucrare care identifică „microbiomul de bază” al S. adareanum – o suită comună de 21 de specii bacteriene care au fost prezente în 63 de mostre diferite de S. adareanum colectat din jurul arhipelagului insulei Anvers.

În cele mai recente cercetări ale echipei, ei s-au uitat mai îndeaproape la membrii de bază ai microbiomului identificați în lucrarea lor din 2020 pentru a determina care dintre cele 21 de tipuri de bacterii au fost responsabile pentru producerea de palmerolidă A.

Au efectuat mai multe runde de secvențiere a genomului de mediu și alte proceduri care au dus la identificarea grupului de gene biosintetice și a organismului producător de palmerolidă A.

Cercetătorii pot acum căuta o soluție de a produce această substanță

„Este pentru prima dată când facem legătura dintre un produs natural antarctic cu mașina genetică care este responsabilă pentru biosinteza sa”, a spus Murray.

„Ca terapie cu proprietăți anti-melanom, nu putem merge pur și simplu în Antarctica și recolta aceste ascidii în masă, dar acum că înțelegem mașina genetică subiacentă, ne deschide ușa pentru a găsi o soluție biotehnologică pentru a produce acest compus”, a adăugat cercetătoarea.

„Cunoașterea producătorului de palmerolide A permite cultivarea, care va oferi în cele din urmă o cantitate suficientă de compus pentru studiile necesare asupra proprietăților sale farmacologice”, a completat Bill Baker.

Rămân multe întrebări suplimentare, cum ar fi modul în care S. adareanum și simbiotul său producător de palmerolide sunt distribuiți pe câmpiile subacvatice din Oceanul Antarctic sau ce rol joacă palmerolida A în ecologia acestei specii de ascidie.

De asemenea, o investigație detaliată a modului în care genele codifică enzimele care produc palmerolida A face obiectul unui nou raport care urmează să fie publicat în curând.

În lumea nevertebratelor, diferite tipuri de parteneriate au loc încontinuu

Pentru a supraviețui în mediul aspru și neobișnuit al fundului Oceanului Antarctic, ascidiile și alte nevertebrate, cum ar fi bureții și coralii, au dezvoltat relații simbiotice cu diverși microbi care joacă un rol în producerea de caracteristici precum pigmenți fotoprotectori, bioluminiscență și agenți chimici de apărare.

Compușii produși de acești microbi pot avea aplicații medicinale și biotehnologice utile oamenilor în știință, sănătate și industrie. Palmerolida A este unul dintre multele exemple care nu au fost încă descoperite.

„De-a lungul procesului de descurcare a numeroaselor fragmente genomice ale diferitelor specii din microbiom, am descoperit că genomul acestui nou microb pare să adăpostească mai multe copii ale genelor responsabile pentru producția de palmerolide”, a spus dr. Patrick Chain.

„Cu toate acestea, rolul fiecărei copii și regulile pe care le respectă, de exemplu, sunt necunoscute. Acest lucru sugerează că palmerolida este probabil destul de importantă pentru bacterie sau gazdă, deși încă nu am înțeles rolul său biologic sau ecologic în acest cadru antarctic”, a adăugat Chain.

„Acesta este un exemplu frumos al modului în care natura este cel mai bun chimist care există”, a adăugat Murray.

„Faptul că microbii pot produce acești compuși bioactivi și uneori toxici care pot ajuta gazdele să-și faciliteze supraviețuirea este un exemplu al complexităților evolutive găsite între gazde și partenerii lor microbieni și parteneriatele chimice care au loc fără ca noi să știm în toate colțurile planetei”, concluzionează cercetătorul.

Vă recomandăm să citiți și:

Viermii au arătat legătura dintre vitamina B12 și boala Alzheimer

Cei mai bogați oameni ai planetei finanțează o companie misterioasă pentru a obține imortalitate

Omenirea își pierde abilitatea de a se reproduce. Ce este de vină pentru declinul ratei de fertilitate

Forma rară de ADN cvadruplu, observată pentru prima oară de cercetători în celule vii