Rensing og karakterisering av colwellicin, et antimikrobielt stoff isolert fra Shewanella colwelliana

Da antibiotika ble introdusert på markedet, gav det håp om at infeksiøse sykdommer kunne bli bekjempet en gang for alle. Denne optimismen ble etter hvert overskygget av et økende antibiotikaresistensproblem. Resistensproblemet skyldes i stor grad et stort og ukritisk forbruk av antibiotika, noe som har skapt et selektivt press for resistensutvikling. For å bekjempe resistensproblemet er det viktig å begrense antibiotikaforbruket og å hindre smittespredning. I tillegg er det viktig å utvikle nye antibiotika. En mulig kilde til nye antibiotika kan være marine bakterier. Bakterier som vokser på overflater i marine miljøer har stor biodiversitet og leveforholdene er preget av sterk konkurranse, noe som fører til produksjon av et bredt spektrum av sekundærmetabolitter. Noen av disse kan ha antimikrobiell aktivitet og følgelig være kandidater for nye og effektive antibiotika. I denne oppgaven ble derfor marine bakterier undersøkt som en mulig kilde til nye antibiotika. Bakterier ble isolert fra prøver tatt i Oslofjorden, og undersøkt for antimikrobiell aktivitet mot det opportunistiske patogenet S. pneumoniae. Ett isolat med lovende antimikrobiell aktivitet ble identifisert som Shewanella colwelliana ved hjelp av 16S rRNA sekvensering. S. colwelliana produser et antimikrobielt stoff som ble kalt colwellicin. Colwellicin ble forsøkt renset til homogenitet med flere ulike metoder, men dette viste seg å være en svært vanskelig oppgave. Det ble derfor utviklet en protokoll for anrikning og delvis rensing av colwellicin. I første trinn av protokollen ble colwellicin adsorbert til Amberlite XAD1180N og deretter eluert med 100% metanol. I neste rensetrinn ble det foretatt en butanolekstraksjon, og til sist ble det benyttet en Oasis kolonne koblet til ÄKTAprime plus kromatografiinstrumentet. Colwellicin har antimikrobiell aktivitet mot 15 ulike streptokokkarter, og mot Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis, Lactococcus lactis og Staphylococcus aureus. Det virker derfor som at colwellicin har bredspektret aktivitet mot Gram-positive bakterier. Dessverre har colwellicin også hemolytisk aktivitet, noe som begrenser bruken av stoffet ved behandling av infeksjoner. Den eksakte virkningsmekanismen til colwellicin ble ikke klarlagt, men forsøk med sytox green og levende/død farging av S. pneumoniae RH14 behandlet med colwellicin tyder på at colwellicin angriper cellemembranen. Dette kan skje ved at colwellicin ødelegger integriteten til selve cellemembranen eller angriper essensielle prosesser som foregår i cellemembranen. Karakteriseringen av colwellicin tyder også på at det antimikrobielle stoffet har surfaktantlignende egenskaper og at colwellicin sannsynligvis danner miceller