Wykorzystanie różnych systemów ekspresyjnych do produkcji rekombinowanych białek o charakterze przeciwbakteryjnym

Abstract

Liczne przesłanki, poparte obserwacjami naukowców, dowodzą, że oporność bakterii na antybiotyki, w najbliższych dekadach stanie się jedną z przyczyn pogłębienia się światowego kryzysu zdrowotnego. W erze post-antybiotykowej, proste infekcje bakteryjne coraz częściej bywają przyczyną śmierć pacjentów. Między innymi z uwagi na ten fakt, stworzenie alternatywnych rozwiązań wobec terapii antybiotykowych, staje się potrzebą chwili. Niezwykle ważnym zadaniem jest więc kwestia poszukiwań nowych substancji działających przeciwko istniejącym szczepom opornym na leki obecnie stosowane w terapii zakażeń. Jednymi z najszerzej opisywanych w literaturze alternatywnych wobec antybiotyków, przeciwbakteryjnych substancji są peptydy tworzące grupę bakteriocyn. Są to związki białkowe naturalnego pochodzenia, służące bakteriom do obrony przed innymi blisko spokrewnionymi szczepami. Za względu na swoje liczne zalety, do których można zaliczyć: stosunkowo wąskie spektrum działania, wysoką aktywność oraz łatwą degradację w środowisku, są one coraz częściej traktowane jako nowoczesne substancje przeciwbakteryjne. Problem antybiotykoodporności jest szczególnie istotny w odniesieniu do grupy patogennych bakterii pochodzenia odzwierzęcego jak na przykład Salmonella i Escherichia coli. Szczepy te, narażone na stałą presję selekcyjną w postaci antybiotyków używanych na wielką skalę w hodowli zwierząt gospodarskich, wykształcają coraz szersze spektrum nieznanych wcześniej oporności. Z uwagi na to, szczególnym zainteresowaniem w pracy objęta została kolicyna M pochodząca z Escherichia coli oraz jej homolog pochodzący z Salmonella enterica. Stworzenie efektywnych alternatyw dla antybiotyków, obok oczywistej skuteczności nowych substancji, wymaga również opracowania metod zapewniających wysoką efektywność ich produkcji. Kierując się powyższymi czynnikami, w niniejszym opracowaniu, podjęto się otrzymywania rekombinowanych bakteriocyn w dwóch typach komórek, stosowanych do jako rodzaj platform ekspresyjnych dla białek. Pierwszy model otrzymywania baketeriocyn, tworzyły rekombinowane komórki bakteryjne, a obok nich do wyprodukowania rekombinowanych białek wykorzystano komórki roślinne gatunku Nicotiana tabacum. Te drugie, w świetle licznych zalet i wcześniejszych pozytywnych doświadczeń, uznawane są za wartościowy obiekt do produkcji i pozyskiwania białek rekombinowanych. Bakteriocyny uzyskane w wymienionych organizmach, zostały następnie oczyszczone i poddane badaniom ich aktywności, ze zwróceniem szczególnej uwagi na szczepy kliniczne, wykazujące oporność na antybiotyki.