Een Siberische bruine beer heeft Russische onderzoekers geholpen om een ultrahigh-throughputmethode te perfectioneren die ingewikkelde natuurlijke microbiomen screent op antimicrobiële activiteit. Het heeft nog niet echt een nieuw antibioticum opgeleverd maar het principe functioneert uitstekend, blijkt uit een PNAS-publicatie.

De beer (overigens géén co-auteur) was in de regio Novosibirsk van de taiga geplukt en is na het doneren van een speekselmonster weer vrijgelaten.

Het berenspeeksel werd gescreend met een microfluïdische techniek die een dubbele emulsie genereert: speekseldruppeltjes met een laagje olie er omheen, die als grotere druppels worden gedispergeerd in water. De druppels zijn ruim genoeg om een aantal micro-organismen uit het speeksel te huisvesten plus een paar exemplaren van de bacterie waartegen je een antibioticum zoekt, in dit geval de 'ziekenhuisbacterie' Staphylococcus aureus. Die laatste geef je een plasmide mee dat groen fluorescerend eiwit produceert.

De druppeltjes surteer je een paar keer met fluorescence-activated cell sorting, een vorm van flowcytometrie die volgens de auteurs 30.000 druppels per seconde kan verwerken. Je zoekt daarbij de exemplaren uit die beginnen met een hoge concentratie S. aureus en na een tijdje eindigen met een heel lage concentratie, terwijl een andere soort er wél goed in gedijt. Die druppels vriesdroog je, waarna je uitzoekt welke andere soort dat dan wel is.

De meest succesvolle ‘andere soort’ bleek een stam te zijn van Bacillus pumilus. Die blijkt zijn succes te danken aan de productie van amicoumacine A. Dat dat een antibioticum is dat werkt tegen S. aureus, is geen nieuws. Wél nieuw is de manier waarop B.pumilus voorkomt dat hij er zéf aan doodgaat: dankzij twee extra genen kan hij het antibioticum tijdelijk fosforyleren, waardoor het inactief wordt tot het moment dat hij het afscheidt.

De onderzoekers hebben het zelfde ultrahigh-throughputplatform tevens gebruikt om het effect van amicoumacine A te testen op diverse microbiomen, zoals de darmflora van een patiënt met colitis. In die assay vervangt het antibioticum dus in feite S. aureus. Het leidde tot de voorzichtige conclusie dat de amicoumacine A-producerende B.pumilus-stam wellicht toekomst heeft als probioticum.

De belangrijkste conclusie is dat je met deze methode inderdaad uiteenlopende microbiomen kunt screenen, waaronder die in de bek van roofdieren die van nature heel wat pathogenen voor de kiezen krijgen. Wellicht rolt daar een volgende keer een antibioticum uit dat écht nieuw is.

bron: Rutgers University (de Amerikaanse pied-à-terre van co-auteur Konstantin Severinov)

PS. Een 28 jaar geleden gepubliceerd Portugees onderzoek naar de reinigende kwaliteiten van menselijk speeksel bleek deze week goed voor een Ig Nobelprijs voor chemie. Bij deze stellen wij de Russen kandidaat voor een volgende Ig. Op voorwaarde dat de beer aanwezig mag zijn bij de uitreiking.