Naukowcy opracowali probiotyk dla koralowców. Pomoże w ochronie raf koralowych

Odkrycie nowego probiotyku może pomóc w ochronie zagrożonych karaibskich koralowców, cierpiących na śmiertelną i wyniszczającą chorobę — podaje czasopismo „Communications Biology”.

Naukowcy z Muzeum Historii Naturalnej Smithsonian odkryli pierwszy efektywny probiotyk bakteryjny, który może być stosowany w leczeniu oraz zapobieganiu chorobie koralowców określanej jako SCTLD (Stony coral tissue loss disease). SCTLD, odpowiedzialna za zanik tkanek koralowców, niszczy rafy koralowe na Florydzie od 2014 roku, a jej szybkie rozprzestrzenianie się na obszarze Karaibów budzi niepokój. Przypadki tej choroby zostały potwierdzone w przynajmniej 20 krajach. Mimo że dokładne przyczyny SCTLD nie są jeszcze znane, zainfekowana kolonia polipów może zamierać w ciągu zaledwie kilku tygodni. Żywa tkanka koralowców odpada, odsłaniając biały szkielet zbudowany z węglanu wapnia.

Ponad 20 gatunków koralowców rafowych jest zagrożonych. Ich kolonie stanowią ważne siedliska dla ryb oraz innych morskich organizmów, jednocześnie chroniąc wybrzeża przed szkodami powodowanymi przez sztormy.

Terapia probiotykami reprezentuje alternatywne podejście do stosowania amoksycyliny, szerokospektralnego antybiotyku. Do tej pory amoksycylina była jedynym potwierdzonym sposobem leczenia SCTLD, jednak jej używanie niesie za sobą ryzyko wspierania oporności bakterii na antybiotyki. Mimo że dokładne przyczyny choroby SCTLD nie są jeszcze ustalone, efektywność antybiotyków wskazuje na zaangażowanie bakterii chorobotwórczych w rozwój tej choroby.

Podczas badania sposobów rozprzestrzeniania się choroby, dr Valerie Paul, kierująca stacją morską Smithsonian w Fort Pierce, oraz zespół naukowców z University of Florida zauważyli, że niektóre fragmenty koralowca Montastraea cavernosa szybko wykazywały objawy chorobowe typowe dla SCTLD i obumierały, podczas gdy inne fragmenty pozostawały całkowicie zdrowe.

Poszukując mikroorganizmów, które mogłyby chronić przed SCTLD, naukowcy zebrali próbki naturalnie występujących, niepatogennych bakterii obecnych na zdrowych fragmentach koralowca Montastraea cavernosa do dalszych analiz.

Zbadano 222 szczepy bakterii z koralowców odpornych na chorobę pod względem właściwości przeciwbakteryjnych, używając trzech szczepów patogennych bakterii wcześniej wyizolowanych z koralowców zainfekowanych SCTLD. Valerie Paul i Blake Ushijima, główny autor badania oraz adiunkt na University of North Carolina Wilmington, zidentyfikowali 83 szczepy o pewnym stopniu aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Szczególnie wyróżniającym się okazał jednak szczep McH1-7.

Następnym etapem badań były analizy chemiczne i genetyczne mające na celu identyfikację związków odpowiedzialnych za antybiotyczne właściwości McH1-7 oraz genów odpowiedzialnych za wytwarzanie tych związków. W końcowej fazie badania naukowcy przeprowadzili testy z żywymi fragmentami koralowców, które wykazały, że McH1-7 zatrzymał lub spowolnił rozwój choroby u 68,2% z 22 zainfekowanych fragmentów koralowców, a jeszcze bardziej skutecznie zapobiegł rozprzestrzenianiu się choroby we wszystkich 12 eksperymentach. Wyniki te są trudne do uzyskania przy użyciu antybiotyków.

Aktualna metoda stosowania tego probiotyku dla koralowców polega na owinięciu koralowca w plastikowy worek, aby utworzyć miniakwarium, a następnie na wstrzyknięciu korzystnych bakterii. Według Paul, jeśli probiotyk odkryty przez jej zespół ma być stosowany na szerszą skalę na obszarach zagrożonych, konieczne będzie opracowanie ulepszonych mechanizmów dostarczania. Przede wszystkim jednak konieczne będzie sprawdzenie, czy szczep McH1-7 skutecznie leczy i chroni również inne gatunki koralowców.

Więcej informacji w artykule źródłowym: https://www.nature.com/articles/s42003-023-04590-y.