Mögelsvamp guldgruva för nya antibiotika

Antibiotika har räddat miljontals liv sedan de först upptäcktes på 1940-talet. Men de senaste åren har vi fått lära oss ett nytt ord: antibiotikaresistens. Allt fler bakterier har utvecklat skydd mot antibiotika och därigenom blivit motståndskraftiga mot behandling, något som kommer att leda till att infektioner som vi betraktat som lätta återigen blir livsfarliga.

Behovet av nya sorters antibiotika är mycket stort.

Mögelsvamparnas arvsmassa kartlagd
Det allra första massproducerade antibiotikumet var penicillin, som härstammar från mögelsvampen Penicillium. I jakten på nya antibiotika har en grupp chalmersforskare nu kartlagt arvsmassan, genomet, hos nio typer av Penicillium. Och fynden är häpnadsväckande.

– Vi upptäckte att mögelsvampen har en enorm, och tidigare outnyttjad, potential för att producera nya antibiotika och andra bioaktiva läkemedel som cancermediciner, berättar Jens Christian Nielsen, doktorand på institutionen för biologi och bioteknik.

Han ingår i en forskargrupp som leds av en annan chalmersforskare med nästan samma namn – professor Jens Nielsen.

I studien, som nyligen publicerades i tidskriften Nature Microbiology, har forskargruppen skannat genomet hos sammanlagt 24 svamparter för att hitta de gener som utgör själva grunden för syntesen – alltså produktionen – av olika bioaktiva produkter som exempelvis antibiotika.

Effektivisera äldre antibiotika
Mer än 1000 syntesvägar hittades. Fynden vittnar alltså om att mögelsvamp är kapabel att producera en mångfald av naturliga och bioaktiva produkter som kan användas som läkemedel.

I ett 90-tal fall kunde forskargruppen förutsäga vilka molekyler generna skulle tillverka. Som ett bevis på detta följde de produktionen av antibiotikumet yanuthone och kunde visa att en ny variant av läkemedlet tillverkats av svamparter vars förmåga tidigare varit okänd.

Sammantaget visar studien att mögelsvampen har stor potential för att inte bara tillverka nya antibiotika, utan också möjliggöra en mer effektiv produktion av äldre varianter, som i nya former också kan tänkas vara mer effektiva.

– Det är viktigt att hitta nya antibiotika så att läkarna har möjlighet att behandla infektioner med en bred palett av olika sorter – nya som gamla. På så sätt blir det svårare för bakterierna att utveckla resistens, förklarar Jens Christian Nielsen.

Utvecklar bioaktiva ämnen naturligt
– Den forskning som gjorts för att utveckla nya antibiotika har nästan uteslutande skett på bakterier. Mögelsvampen har varit svårstuderad – vi vet så lite om vad den kan göra – men vi vet att den utvecklar bioaktiva ämnen naturligt, som ett sätt att skydda sig och överleva. Därför var det logiskt för oss att gå vidare med svampen med hjälp av våra verktyg.

Det finns nu ett antal olika vägar att gå. Ett sätt är att titta vidare på produktion av den nya varianten av yanuthone. Chalmersforskarnas arbete har också ritat upp en karta som gör det möjligt att jämföra hundratals olika gener för att fortsätta utvärdera de bioaktiva produkterna, med olika potenta läkemedel i sikte.

Hur lång tid det i slutänden tar innan nya antibiotika finns på marknaden vet ingen.

– Världens regeringar behöver agera för att tillföra pengar. Läkemedelsföretagen har inte velat forska på antibiotika, det har inte ansetts lönsamt. Därför behöver våra ledare kliva in och till exempel stötta kliniska studier vilket skulle göra det lite lättare att komma ut på marknaden, särskilt för mindre läkemedelsproducenter. Det skulle kunna sätta fart på produktionen, säger Jens Christian Nielsen.

Artikeln i Nature Microbiology: Global analysis of biosynthetic gene clusters reveals vast potential of secondary metabolite production in Penicillium species

Kontakt:  Jens Christian Nielsen, doktorand, systembiologi, Chalmers, 076-835 62 53, jens.c.nielsen@chalmers.seeller Jens Nielsen, professor, systembiologi, Chalmers, 031-772 38 04, nielsenj@chalmers.se