Um fluxo de trabalho integrado de metabologenômica para a priorização de Actinomycetes de alto rendimento

O que aconteceu

A resistência aos antibióticos é uma ameaça mundial à saúde crescente, enquanto a descoberta de novos agentes antimicrobianos permanece condicionada pelo cultivo, extração e triagem de fluxos de trabalho intensivos. Desenvolvemos um fluxo de trabalho metabologenômico miniaturizado de alto rendimento integrando microfermentação baseada no sistema Duetz, perfil UHPLC-HRMS/MS livre de extração, triagem antibacteriana e mineração de genoma. Uma coleção de 80 actinomiecetos derivados do solo foi rastreada contra patógenos clinicamente relevantes, identificando sete isolados ativos contra Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA), Enterococcus faecium, ou ambos. Todos os isolados foram cultivados em placas de microfermentação baseadas no sistema de Duetz e os filtrados de cultura livre de células foram analisados diretamente por UHPLC-HRMS/MS sem extração por solvente. Em comparação com um fluxo de trabalho convencional, a abordagem reduziu o consumo médio de cultura em aproximadamente 99%, reduziu os custos consumíveis recorrentes em aproximadamente 96% e reduziu o tempo necessário para obter amostras prontas para LC-MS de tipicamente 5 dias para aproximadamente 20 min. A integração de conjuntos de dados antibacterianos, metabolômicos e genômicos apoiou a anotação de diversas famílias de metabólitos, incluindo actinomicinas, ionóforos poliéter, ansamicinas, anguciclinas, sideróforos hidroxamatos, ectoínas, metabólitos associados à tambromicina e metabólitos lydicamicina putativos. As anotações selecionadas foram validadas por meio de padrões comerciais. Globalmente, este estudo demonstra que integrar o cultivo miniaturizado baseado no sistema de Duetz, metabolômica livre de extração, triagem antibacteriana e mineração de genoma fornece uma plataforma escalável, robusta e econômica para priorização de deformação de alto rendimento e descoberta de produtos naturais.