Die dänischen Bäche Odense Å und Lindved Å haben Forscher und Studenten der SDU überrascht, indem sie bisher unbekannte Virusarten enthielten.
„Wir haben fünf neue Arten gefunden, von denen wir glauben, dass sie der Wissenschaft unbekannt sind“, sagte außerordentliche Professorin Clare Kirkpatrick, die die bakterielle Stressreaktion am Institut für Biochemie und Molekularbiologie der Universität von Süddänemark untersucht.
Die etwas überraschende Entdeckung wurde während der Coronavirus-Pandemie gemacht, als einige von Kirkpatricks Schülern ihre normalen Mikrobenstudien im Labor nicht durchführen konnten und deshalb Exkursionen zu örtlichen Bächen unternahmen, um zu sehen, ob sie interessante Mikroben zu bieten hatten.
Dass Viren in der Natur vorkommen, überrascht nicht, sind sie doch der weltweit am weitesten verbreitete Organismus. Sie sind überall und Teil aller Arten von mikrobiellen Kreisläufen und Ökosystemen, aber die Tatsache, dass fünf potenziell neue Arten in lokalen Bächen aufgetaucht sind, hat Clare Kirkpatrick überrascht.
Während vier der fünf ihr Genom noch nicht in einer Genomsequenzierung kartieren ließen, wurde eine Art inzwischen vollständig sequenziert, wissenschaftlich beschrieben, benannt und publiziert Ankündigungen zu Mikrobiologie-Ressourcen. Der Name ist Fyn8.
Viele Viren sind sogenannte Bakteriophagen (oder Phagen), was bedeutet, dass sie Bakterien töten, und Fyn8 ist keine Ausnahme. Es kann das Bakterium Pseudomonas aeruginosa angreifen und abtöten.
Pseudomonas aeruginosa ist ein Bakterium, das natürlicherweise im Boden und im Wasser vorkommt. Es ist normalerweise für gesunde Menschen harmlos, aber wie viele andere Bakterien hat es Resistenzen gegen Antibiotika entwickelt und wird in Krankenhäusern gefunden.
Zum Beispiel sind Patienten mit Wunden (wie Patienten mit Verbrennungen) und Beatmungspatienten dem Risiko ausgesetzt, eine Infektion zu bekommen, die nicht mit Antibiotika bekämpft werden kann.
Dass Fyn8 Pseudomonas aeruginosa effektiv abtöten kann, daran haben die Forscher keinen Zweifel: „Wir konnten es mit bloßem Auge sehen: In unseren Petrischalen entstanden deutliche Löcher in der Bakterienschicht von Pseudomonas aeruginosa, wo Fyn8 die Bakterienzellen infiziert, abgetötet, vermehrt hatte und fuhr fort, den nächsten anzugreifen.“
Bedenkt man, dass die Welt vor einer Resistenzkrise steht, in der mehr Menschen an einer Infektion mit resistenten Bakterien als an Krebs sterben werden, ist die neue Erkenntnis natürlich interessant und wirft eine wichtige Frage auf: Können uns Phagen im Kampf gegen resistente Bakterien helfen?
Forschung auf diesem Gebiet war bis vor kurzem sowohl in akademischen Forschungseinrichtungen als auch in pharmazeutischen Unternehmen ungewöhnlich. In der Vergangenheit und in anderen Teilen der Welt wurde jedoch geforscht, und Phagen wurden auch zur Behandlung von Infektionen eingesetzt, insbesondere in osteuropäischen Ländern.
Entdeckt wurden die Phagen Anfang des 20. Jahrhunderts von Forschern, die ihre Bakterienkulturen durch Virusinfektionen zerstören ließen.
Die Vorteile dieser Entdeckung waren offensichtlich, aber Antibiotika, nicht Phagen, wurden zum am weitesten verbreiteten Heilmittel gegen bakterielle Infektionen.
Ein Grund war vielleicht, dass Antibiotika einfach herzustellen und anzuwenden waren, während die Phagen schwierig zu isolieren und Patienten zu verabreichen waren.
Ein weiterer Grund war wahrscheinlich auch, dass eine Antibiotikadosis viele verschiedene Bakterien abtöten konnte, während ein Phage nur zu einer einzigen Bakterienart passt.
„Aber heute ist es relativ einfach, Präzisionsmedizin für den einzelnen Patienten herzustellen. Zuerst findet man heraus, mit welchen Bakterien genau ein Patient infiziert ist – und dann kann man den Patienten mit genau dem Phagen behandeln, der die Bakterien abtötet“, erklärt Clare Kirkpatrick .
Sie fügt hinzu, dass diese Strategie sogar bei Bakterien funktioniert, die gegen alle bekannten Antibiotika resistent sind.
Die Zeit wird zeigen, ob es in den örtlichen Bächen in der Nähe des Campus der University of Southern Denmark noch mehr neue Virusarten gibt, aber es ist ziemlich wahrscheinlich, dass „viele, viele weitere darauf warten, entdeckt zu werden“, glaubt Clare Kirkpatrick.
Mehr Informationen:
Magnus Z. Østergaard et al., Complete Genome Sequence of the Lysogenic Pseudomonas Bacteriophage Fyn8, Ankündigungen zu Mikrobiologie-Ressourcen (2023). DOI: 10.1128/mra.00004-23