Eine von Wissenschaftlern der Universität Lüttich und des HEDERA-22-Spin-offs durchgeführte Studie über Mondmilch – ein Mineralvorkommen, das in Höhlen gefunden und wegen seiner heilenden Eigenschaften genutzt wird – hat zur Entdeckung einer kryptischen Verbindung geführt, die gegen multibakterielle Bakterien aktiv ist -resistent gegen Antibiotika. Diese Entdeckung ist Gegenstand eines Technologietransfers und einer Veröffentlichung im Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften.
Seit Anbeginn der Zeit sind Menschen in der Lage, Ressourcen, Techniken und manchmal Überzeugungen aus der Umwelt zu ziehen, um sich vor Krankheiten zu schützen und für ihre Gesundheit zu sorgen. Während die Wirksamkeit bestimmter althergebrachter Praktiken von der modernen Medizin nachgewiesen und bestätigt wurde, bleibt die Rationalität vieler traditioneller Arzneimittel missverstanden und sogar verdächtig.
Dies ist der Fall bei der Verwendung von Mondmilch, einem in verschiedenen Formen (pastös, trocken oder flüssig) häufig in Tropfsteinhöhlen vorkommenden Konkrement, das zu Heilzwecken eingesetzt wird. „Dieses Speleothem wird am häufigsten in Form eines weichen Steins beobachtet, abhängig von seiner Hygrometrie, einer Art Mineral-Käsekuchen“, erklärt Sébastien Rigali, Molekularmikrobiologe am Center for Protein Engineering – CIP (InBios/Faculty of Science) der ULiège. „Es gibt viele archäologische Beweise für seine Verwendung als Mittel gegen Infektionen, hauptsächlich in den Schweizer und österreichischen Alpen.“
Das Labor von Dr. Sébastien Rigali, Forschungsdirektor des FRS-FNRS, beschloss aus reiner Neugier, die mikrobielle Flora der Mondmilch zu untersuchen, um eine Begründung für ihre Verwendung in der Therapie bei Mensch und Tier zu finden.
„Der erste Schritt bestand darin, in die Höhlen des Condruzian-Plateaus zu gehen, um Ablagerungen von Mondmilch zu finden und filamentöse Aktinobakterien zu isolieren, die Bakterien, die Meister in der Produktion von antimikrobiellen Wirkstoffen sind. Die Forscher fanden viele von ihnen , sowohl in Anzahl als auch in Vielfalt. Alle produktivsten Bakteriengattungen in Bezug auf die antimikrobielle Produktion sind vertreten.“
Die Analyse der Genome der isolierten Bakterien ergab, dass sie gemeinsam an der Bildung einer riesigen unterirdischen Apotheke beteiligt sind. Dieses mikrobielle Konsortium ist in der Lage, Hunderte von Antibiotika herzustellen, von denen einige heute täglich verwendet werden. Aber was wahrscheinlich am faszinierendsten ist, ist, dass die überwiegende Mehrheit der in diesen Bakterien gefundenen Biosynthesegene, die an der Produktion bioaktiver Verbindungen beteiligt sind, kryptisch sind, dh es ist nicht möglich, ihnen ein bekanntes Molekül zuzuordnen.
Das bedeutet, dass diese Stämme ein echtes Reservoir für die Entdeckung neuer bioaktiver Moleküle darstellen. „Statistisch gesehen muss man sich nur bücken und ein neues Antibiotikum, Antimykotikum oder sogar Antikrebsmittel in die Hand nehmen und identifizieren“, sagt der Forscher.
Die Realität ist offensichtlich viel komplexer. Diese Moleküle lassen sich nicht leicht unter Laborbedingungen züchten. Aus extremen Entwicklungsbedingungen extrahiert und oligotroph, ist es schwierig, sie „am Leben“ zu halten, sobald sie an die Oberfläche gebracht werden. Zudem ist ihre Entwicklung in Kulturmedien oft nicht optimal, da die meist verwendeten Medien im Vergleich zu den Nährbedingungen ihrer ursprünglichen ökologischen Nische zu reichhaltig und damit teilweise toxisch sind.
Dies geschieht durch die Zusammenarbeit zwischen den Labors des CIP, des GIGA, des Labors für Massenspektrometrie und des CIRM der Universität Lüttich und der Firma HEDERA-22, einem Spin-off von ULiège, das in der Entdeckung und Produktion von Biomolekülen für Therapeutika oder Agro aktiv ist -industrielles Interesse, dass sich diese Bemühungen gelohnt und es ermöglicht haben, eine erste kryptische Verbindung aufzudecken.
„Es ist ein Antibiotikum namens ‚Lunaemycin‘, das von einem neuen Bakterium Streptomyces lunaelactis produziert wird, wobei Lunaemycin und Lunaelactis sich auf die ökologische Nische beziehen, aus der dieses Molekül und dieses Bakterium stammen, die Mondmilch. Das Lunaemycin hat interessante Eigenschaften, besonders aktiv gegen Gram-positive Bakterien, die gegen Antibiotika multiresistent sind.“
Um zu wissen, ob dieses neue Antibiotikum eines Tages verwertbar sein wird, müssen noch andere Kriterien geprüft werden, aber Lunaemycin stellt vor allem einen ersten Schuss in den untergetauchten Teil des „Mondmilch-Eisbergs“ dar, der viele bis heute unbekannte Moleküle enthält und welche könnte ähnliche Eigenschaften haben. Das Lunaemycin ist auch dieser erste „Proof of Concept“, der die Fähigkeit von Forschungsteams demonstriert, neue Moleküle zu entdecken, von den ersten Verzerrungen in den Galerien der wallonischen Höhlen bis zu ihrer strukturellen Auflösung und der Bestimmung ihrer biologischen Aktivitäten.
Alle Fähigkeiten des Labors von Sébastien Rigali und der an dieser Forschung beteiligten Labors der Universität Lüttich wurden auf das Spin-off HEDERA-22 übertragen, dessen Ziel es ist, das Potenzial der aus Mondmilch isolierten Bakterien zu nutzen und die vielversprechendsten aufzudecken Moleküle in der Humantherapie, aber auch im agroindustriellen Bereich. Wenn diese Studie der Verwendung von Mondmilch in der traditionellen Medizin eine gewisse Legitimität verleiht, zeigt sie einmal mehr das Ausmaß der Schätze, die die mikrobielle Welt uns noch zu bieten bereit ist.
Mehr Informationen:
Loïc Martinet et al., Lunaemycins, New Cyclic Hexapeptide Antibiotics from the Cave Moonmilk-Dweller Streptomyces lunaelactis MM109T, Internationale Zeitschrift für Molekularwissenschaften (2023). DOI: 10.3390/ijms24021114