Egy jénai Leibniz-HKI vezette interdiszciplináris kutatócsoport felfedezte a Pandoraea nemzetségbe tartozó patogén baktériumokban a bioaktív természetes termékek egy új csoportját : a pandorabaktinokat. Ezek lehetővé teszik a baktériumok számára, hogy létfontosságú vasat vonjanak ki más mikroorganizmusokból, és így befolyásolhatják az emberi tüdő mikrobiális egyensúlyát.
A Pandoraea nemzetségbe tartozó baktériumokat eddig kevesen tanulmányozták. Nevük a görög mitológiából ismert Pandora szelencéjére emlékeztet, amely az ellenőrizhetetlen veszélyeket jelképezi. „Egy antibiotikum-rezisztens baktériummal van dolgunk” – mondja Elena Herzog. Ő a publikáció vezető szerzője és doktorandusz hallgatója a Christian Hertweck, a Leibniz Természetes Termékkutató és Fertőzésbiológiai Intézet (Leibniz-HKI) tanulmányvezetője által vezetett csapatban. A természetben oly sok mindenhez hasonlóan azonban ezek a kórokozó baktériumok nemcsak negatív tulajdonságokkal rendelkeznek. „A Pandoraea baktériumok nemcsak kockázatokat jelentenek. Természetes anyagokat is termelnek antibakteriális hatásúakkal.”
A Pandoraea által jelentett magas egészségügyi kockázat ellenére e baktériumok molekuláris tulajdonságait korábban kevéssé ismerték. „Csak annyit tudtunk, hogy a természetben is előfordulnak és patogének lehetnek, mivel cisztás fibrózisban vagy szepszisben szenvedő betegek tüdőmikrobiomjában találták meg őket ” – magyarázza Herzog.
Ahogy a legtöbb élő szervezet számára elengedhetetlen, a vas a baktériumok számára is nélkülözhetetlen. „A vas központi szerepet játszik például az enzimekben és az élő szervezetek légzési láncában” – magyarázza Herzog. Különösen a vasban szegény környezetben, mint például az emberi szervezetben, az elem megfelelő felszívódásának feltételei korántsem ideálisak. Sok mikroorganizmus ezért úgynevezett szideroforokat termel: kis molekulákat, amelyek megkötik a vasat a környezetből, és a sejtbe szállítják.
„Azonban a Pandoraea baktériumok esetében nem ismertek olyan virulencia- vagy niche-faktorok , amelyek segíthetnék a túlélésüket” – mondta Herzog. A kutatócsoport ezért arra volt kíváncsi, hogy a Pandoraea törzsek hogyan tudják érvényesíteni pozíciójukat egy ilyen versenyképes környezetben.
Bioinformatikai elemzések segítségével a csapat azonosított egy korábban ismeretlen géncsoportot, a pan-t. Ez egy nem-riboszómális peptidszintetázt kódol – egy tipikus enzimet a szideroforok termeléséért . „Géncsoport-elemzéssel kezdtük, és kifejezetten azokat a géneket kerestük, amelyek felelősek lehetnek a szideroforok termeléséért” – jelentette Herzog.
Célzott géninaktiválás, tenyészeten alapuló módszerek és élvonalbeli analitikai technikák – többek között tömegspektrometria, NMR spektroszkópia, kémiai lebontás és derivatizáció – segítségével a jénai kutatóknak sikerült két új természetes terméket izolálniuk és meghatározniuk kémiai szerkezetüket: a Pandorabaktin A-t és B-t. Mindkettő képes vasat komplexbe képezni, és fontos szerepet játszhat abban, hogy a Pandoraea törzsek hogyan élnek túl a zord környezetben. „A molekulák segítik a baktériumokat a vas felszívódásában, amikor az szűkös a környezetükben” – mondja Herzog.
A biológiai vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a pandorabaktériumok gátolják más baktériumok, például a Pseudomonas, a Mycobacterium és a Stenotrophomonas növekedését azáltal, hogy megfosztják ezeket a versenytársakat a vastól.
A cisztás fibrózisban szenvedő betegek tüdejéből vett köpetminták elemzése azt is kimutatta, hogy a pan-génklaszter kimutatása korrelál a tüdőmikrobiom változásaival. A pandorabaktinok ezért közvetlen hatással lehetnek a beteg tüdők mikrobiális közösségeire.
„Azonban még túl korai lenne orvosi alkalmazásokat levonni ezekből a megállapításokból” – hangsúlyozza Herzog. A felfedezés mindazonáltal fontos betekintést nyújt a Pandoraea nemzetségbe tartozó baktériumok túlélési stratégiáiba, valamint az emberi szervezetben a létfontosságú erőforrásokért folytatott összetett versenybe.
Eredeti kiadvány
Herzog E, Ishida K, Scherlach K, Chen X, Bartels B, Niehs SP, Cheaib B, Panagiotou G, Hertweck C (2025) A Pandoraea kórokozók antibakteriális szideroforjai és hatásuk a beteg tüdő mikrobiotájára . Angew Chem Int Ed 64(24), e202505714
Olvassa el
Biobaromfi: A takarmányban lévő komló antibiotikumokat takaríthat meg | Pugnalom
