Designerbakterier producerer koralantibiotika

Thomas Brück så havpisken Antillogorgia elisabethae for første gang for 17 år siden, mens han dykkede på en forskningstur til Bahamas. Han husker stadig dette møde levende, som fandt sted 18 meter under vandoverfladen:"Deres polyp-dækkede, violette forgreninger bevægede sig forsigtigt i strømmen. En fascinerende levende organisme! "Da den også indeholder forskellige biologisk aktive forbindelser, biokemikeren har siden da studeret naturproduktets biosyntese af denne bløde koral.

Havpiske er beskyttet; på trods af dette, deres eksistens er i fare. Indsamling og salg af tørrede koraller er en lukrativ forretning, da disse indeholder forskellige aktive midler, herunder et antiinflammatorisk molekyle kaldet pseudopterosin, som bruges i kosmetikindustrien i årevis.

"Koralrev fixer og opbevarer drivhusgassen kuldioxid og er hotspots for biodiversitet. Hvis vi vil beskytte verdens rev, vi er nødt til at generere sådanne biologisk aktive naturprodukter, via bæredygtige processer, «siger Brück.

Naturligt antibiotikum fra det bioteknologiske laboratorium

Sammen med sit team på Werner Siemens Chair of Synthetic Biotechnology, det er nu lykkedes ham for første gang at producere en af ​​havpiskens aktive agenter i laboratoriet - uden behov for en eneste rev -beboer. Molekylet "erogorgiaene" er et antibiotikum. Indledende bioaktivitetstest viser, at den er velegnet til bekæmpelse af multiresistente tuberkulosepatogener.

Tidligere har en brug af det aktive middel var næsten utænkelig:Havpisken indeholder kun ekstremt små mængder erogorgiaen og er desuden beskyttet - at bruge den som råmateriale ville hverken være økonomisk gennemførlig eller økologisk ansvarlig. Selvom produktion via konventionel kemisk syntese er mulig, det er komplekst og forbundet med giftigt affald. Et kilo af det aktive middel ville koste omkring EUR 21, 000.

Bæredygtig bioteknologi reducerer produktionsomkostningerne

"Imidlertid, med bioteknologiske metoder, en konsolideret erogorgienproduktion er mulig, på en mere miljøvenlig måde og meget billigere. Med denne metode, produktionsomkostningerne pr. kilo ville kun ligge på ca. EUR 9, 000, "understreger Brück.

Den nye metode, som han har udviklet sammen med kolleger fra Berlin, Canada, og Australien, består kun af to trin:Hovedarbejdet udføres af genetisk optimerede bakterier, der lever af glycerin - et reststof fra biodieselproduktion.

Bakterierne danner et molekyle, der derefter kan omdannes til det ønskede aktive middel ved hjælp af et stærkt selektivt enzymatisk trin. Der produceres ikke affald i processen, da alle hjælpeprodukter kan genbruges cirkulært. Der er indgivet patent på den innovative produktionsmetode.

Bioaktiv produktudvikling i naturens retning

"Den nye teknologiplatform til produktion af bioaktive naturprodukter via bioteknologiske metoder opfylder alle 12 kriterier for Grøn kemi , "siger Thomas Brück." Desuden den opfylder fire af FN's bæredygtighedsmål:et sundt liv for alle, bekæmpelse af klimaændringer og dens virkninger, bevarelse og bæredygtig udnyttelse af havene og maritime ressourcer, og bevarelse af livet på land. "

Forskergruppen arbejder nu på den bioteknologiske produktion af et andet koralt aktivt middel:Brug naturen som model, molekylet erogorgiaene skal omdannes til det aktive stof pseudopteropsin i laboratoriet.

Læger lægger stor vægt på sidstnævnte:Kliniske undersøgelser har vist, at pseudopteropsin hæmmer betændelser takket være en ny virkningsmekanisme. Dermed, det er en potentiel terapeutisk kandidat til at kontrollere overdrevne inflammatoriske reaktioner, for eksempel i tilfælde af virusinfektioner, såsom COVID-19, eller under aldersrelaterede kroniske betændelser.