Autor: Branka Mandac, dr. med.
Ekstremofili su mikroorganizmi koji za svoj rast i razmnožavanje, ali i za opstanak zahtijevaju ekstremne uvjete okoline poput temperature, tlaka, pH, saliniteta, radijacije i dr. Organizme koji su istovremeno prilagođeni za preživljavanje više različitih ekstremnih uvjeta nazivamo poliekstremofilima. Smatraju se "umjetnicima adaptacije" te pripadaju najstarijim oblicima života na Zemlji.
Nalazimo ih na mjestima gdje se zapravo uopće ne očekuju živi organizmi, primjerice u vrućim vodama izvora i gejzira, ispod kilometar debelog sloja leda Antarktike, u slanim jezerima ili na područjima visoke radijacije. Kako bi se zaštitili od ekstremnih uvjeta, ekstremofili sintetiziraju ekstremolite.
Ovi spojevi male molekularne mase akumuliraju se u citoplazmi ekstremofila, u potpunosti su kompatibilni sa stanicom i štite je od vrućine, smrzavanja, isušivanja i osmotskog stresa. Upravo zato ekstremoliti trenutno izazivaju senzaciju u biotehnologiji i farmaceutskoj industriji. Prvu primjenu našli su u dermatologiji još 2001., zatim u pulmologiji, a istražuju se i brojne druge potencijalne terapeutske primjene ekstremolita, primjerice kao antitumoralnih lijekova za prevenciju oštećenja kože od UVR-a. U tom smislu, zanimljivo je istaknuti ekstremofil Deinococcus radiodurans, jedan od organizama s najvećom poznatom radiootpornošću. Dok je doza od 10 Gy dovoljna da ubije čovjeka, D. radiodurans u stanju je izdržati dozu od čak 5.000 Gy nimalo ne gubeći sposobnost preživljavanja.
Prilagodba ekstremnim uvjetima okoline svrstava ekstremofile među najinteresantnije mikroorganizme. S obzirom na to da mogu rasti velikom brzinom i u vrlo otežanim uvjetima, atraktivan su kandidat za ispitivanje života na drugim planetima. U jednom američkom istraživanju znanstvenici su ispitivali sposobnost preživljavanja dviju vrsta metanogenih organizama (Methanobacterium formicicum i Methanothermobacter wolfeii) u uvjetima poput onih na Marsu, izlažući ih dugoročnom ciklusu smrzavanja/odmrzavanja. Oba organizma zapravo su ekstremofili koji rastu u relativno visokim temperaturama. Otkriveno je da bi obje vrste preživjele raspone temperatura koje odgovaraju onima na Marsu. Nejasno je jesu li istraživači reproducirali i druge uvjete poput onih na Marsu osim temperature, no ovo je zanimljivo istraživanje koje sa sigurnošću pokazuje da neki mikroorganizmi imaju sposobnost preživljavanja i na drugim planetima izvan Zemlje.
Jedan od najpoznatijih i najistraživanijih ekstremolita, ujedno i prvi koji se proizvodi u velikim razmjerima, jest ektoin. Ektoin, po sastavu aminokiselinski derivat, posjeduje neke iznimno povoljne karakteristike: stabilizira biomolekule, djeluje citoprotektivno te smanjuje upale. Njegovo djelovanje nije farmakološko nego "fizikalno", što znači da se ne veže za receptore i ne ulazi u stanicu. Ektoin stvara zaštitni film Ectoin®-Hydro-Complexa koji štiti stanicu od dehidracije, sprječava doticaj alergena i iritansa te na takav način sprečava oslobađanje medijatora stresa (npr. ceramida) koji posreduju kod upalnih procesa.
Svoju je primjenu našao, prije svega, u dermatologiji u liječenju kontaktnog, radijacijskog i atopijskog dermatitisa. Ektoin smanjuje upalne procese u koži, povećava vlažnost kože, pomaže u procesu obnavljanja kože te proaktivno liječi atopijski dermatitis (stabilizira i čuva kožnu barijeru). Brojnim pretkliničkim i kliničkim studijama dokazana je njegova učinkovitost, sigurnost i podnošljivost u primjeni kod djece i odraslih. Moguće ga je koristiti u svrhu terapije i prevencije, samostalno ili u akutnim fazama u kombinaciji sa standardnom terapijom (kortikosteroidi, inhibitori kalcineurina).
Preparati s ektoinom koriste se u oftalmologiji i rinologiji u svrhu sprječavanja i ublažavanja simptoma alergijskog konjunktivitisa i alergijskog rinitisa.
Reference:
- Simulating Martian conditions: Methanogen survivability during freeze-thaw. S. Djordjevic, R. L. Mickol, T. A. Kral, Arkansas Center for Space and Planetary Sciences,University of Arkansas . 45th Lunar and Planetary Science Conference, 2014.
- Marini et al. Ectoine-Containing Cream in the Treatment of Mild to Moderate Atopic Dermatitis: A Randomised, Comparator-Controlled, Intra-Individual Double-Blind, Multi-Center Trial. Skin Pharmacol Physiol 2014;27:57-65
