Published June 11, 2020 | Version v1
Publication Open

Bioprospecting for Antibacterial Drugs: a Multidisciplinary Perspective on Natural Product Source Material, Bioassay Selection and Avoidable Pitfalls

Creators

  • 1. Mahasarakham University
  • 2. Universidad de Santiago de Chile
  • 3. Myerscough College

Description

Bioprospecting is the exploration, extraction and screening of biological material and sometimes indigenous knowledge to discover and develop new drugs and other products. Most antibiotics in current clinical use (eg. β-lactams, aminoglycosides, tetracyclines, macrolides) were discovered using this approach, and there are strong arguments to reprioritize bioprospecting over other strategies in the search for new antibacterial drugs. Academic institutions should be well positioned to lead the early stages of these efforts given their many thousands of locations globally and because they are not constrained by the same commercial considerations as industry. University groups can lack the full complement of knowledge and skills needed though (eg. how to tailor screening strategy to biological source material). In this article, we review three key aspects of the bioprospecting literature (source material and in vitro antibacterial and toxicity testing) and present an integrated multidisciplinary perspective on (a) source material selection, (b) legal, taxonomic and other issues related to source material, (c) cultivation methods, (d) bioassay selection, (e) technical standards available, (f) extract/compound dissolution, (g) use of minimum inhibitory concentration and selectivity index values to identify progressible extracts and compounds, and (h) avoidable pitfalls. The review closes with recommendations for future study design and information on subsequent steps in the bioprospecting process.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التنقيب البيولوجي هو استكشاف واستخراج وفحص المواد البيولوجية وأحيانًا المعرفة الأصلية لاكتشاف وتطوير أدوية جديدة ومنتجات أخرى. تم اكتشاف معظم المضادات الحيوية في الاستخدام السريري الحالي (مثل β - lactams، aminoglycosides، tetracyclines، macrolides) باستخدام هذا النهج، وهناك حجج قوية لإعادة ترتيب أولويات التنقيب البيولوجي على الاستراتيجيات الأخرى في البحث عن أدوية جديدة مضادة للبكتيريا. يجب أن تكون المؤسسات الأكاديمية في وضع جيد لقيادة المراحل المبكرة من هذه الجهود نظرًا لآلافها العديدة من المواقع على مستوى العالم ولأنها ليست مقيدة بنفس الاعتبارات التجارية مثل الصناعة. يمكن أن تفتقر مجموعات الجامعات إلى المجموعة الكاملة من المعرفة والمهارات اللازمة (على سبيل المثال، كيفية تصميم استراتيجية الفرز لمواد المصدر البيولوجي). في هذه المقالة، نستعرض ثلاثة جوانب رئيسية من أدبيات التنقيب البيولوجي (مادة المصدر واختبار السمية والمضاد للبكتيريا في المختبر) ونقدم منظورًا متكاملًا متعدد التخصصات حول (أ) اختيار مادة المصدر، (ب) القضايا القانونية والتصنيفية وغيرها من القضايا المتعلقة بمواد المصدر، (ج) طرق الزراعة، (د) اختيار المقايسة الحيوية، (هـ) المعايير التقنية المتاحة، (و) ذوبان المستخلص/المركب، (ز) استخدام الحد الأدنى من قيم التركيز المثبط ومؤشر الانتقائية لتحديد المستخلصات والمركبات القابلة للتطور، و (ح) المزالق التي يمكن تجنبها. تختتم المراجعة بتوصيات لتصميم الدراسة المستقبلية ومعلومات عن الخطوات اللاحقة في عملية التنقيب البيولوجي.

Translated Description (French)

La bioprospection est l'exploration, l'extraction et le criblage de matériel biologique et parfois de connaissances autochtones pour découvrir et développer de nouveaux médicaments et d'autres produits. La plupart des antibiotiques actuellement utilisés en clinique (par exemple, les β-lactames, les aminoglycosides, les tétracyclines, les macrolides) ont été découverts en utilisant cette approche, et il existe de solides arguments pour redonner la priorité à la bioprospection par rapport à d'autres stratégies dans la recherche de nouveaux médicaments antibactériens. Les établissements universitaires devraient être bien placés pour diriger les premières étapes de ces efforts compte tenu de leurs milliers d'emplacements dans le monde et parce qu'ils ne sont pas limités par les mêmes considérations commerciales que l'industrie. Les groupes universitaires peuvent toutefois ne pas disposer de l'ensemble des connaissances et des compétences nécessaires (par exemple, comment adapter la stratégie de dépistage au matériel biologique source). Dans cet article, nous passons en revue trois aspects clés de la littérature de bioprospection (matériel source et tests antibactériens et de toxicité in vitro) et présentons une perspective multidisciplinaire intégrée sur (a) la sélection du matériel source, (b) les questions juridiques, taxonomiques et autres liées au matériel source, (c) les méthodes de culture, (d) la sélection des bioessais, (e) les normes techniques disponibles, (f) la dissolution des extraits/composés, (g) l'utilisation de valeurs minimales de concentration inhibitrice et d'indice de sélectivité pour identifier les extraits et composés progressifs, et (h) les pièges évitables. La revue se termine par des recommandations pour la conception future de l'étude et des informations sur les étapes ultérieures du processus de bioprospection.

Translated Description (Spanish)

La bioprospección es la exploración, extracción y cribado de material biológico y, a veces, de conocimientos autóctonos para descubrir y desarrollar nuevos fármacos y otros productos. La mayoría de los antibióticos en uso clínico actual (por ejemplo, β-lactámicos, aminoglucósidos, tetraciclinas, macrólidos) se descubrieron utilizando este enfoque, y existen fuertes argumentos para volver a priorizar la bioprospección sobre otras estrategias en la búsqueda de nuevos fármacos antibacterianos. Las instituciones académicas deben estar bien posicionadas para liderar las primeras etapas de estos esfuerzos, dados sus muchos miles de ubicaciones en todo el mundo y porque no están limitadas por las mismas consideraciones comerciales que la industria. Sin embargo, los grupos universitarios pueden carecer de todo el complemento de conocimientos y habilidades necesarios (por ejemplo, cómo adaptar la estrategia de detección al material de origen biológico). En este artículo, revisamos tres aspectos clave de la literatura de bioprospección (material de origen y pruebas antibacterianas y de toxicidad in vitro) y presentamos una perspectiva multidisciplinaria integrada sobre (a) la selección del material de origen, (b) cuestiones legales, taxonómicas y de otro tipo relacionadas con el material de origen, (c) métodos de cultivo, (d) selección de bioensayos, (e) estándares técnicos disponibles, (f) disolución de extractos/compuestos, (g) uso de valores mínimos de concentración inhibitoria e índice de selectividad para identificar extractos y compuestos progresables, y (h) peligros evitables. La revisión se cierra con recomendaciones para el diseño futuro del estudio e información sobre los pasos posteriores en el proceso de bioprospección.

Files

Cushnie%20et%20al%20(2020)%20post-peer%20reviewed%20version.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7e421be49a98682252538930d1148f2c
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التنقيب البيولوجي عن الأدوية المضادة للبكتيريا: منظور متعدد التخصصات حول مواد مصدر المنتج الطبيعي، واختيار المقايسة الحيوية والمخاطر التي يمكن تجنبها
Translated title (French)
Bioprospecting for Antibacterial Drugs : a Multidisciplinary Perspective on Natural Product Source Material, Bioassay Selection and Avoidable Pitfalls
Translated title (Spanish)
Bioprospección de medicamentos antibacterianos: una perspectiva multidisciplinaria sobre el material de origen de los productos naturales, la selección de bioensayos y las trampas evitables

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3034324352
DOI
10.1007/s11095-020-02849-1

Is supplement to
https://openalex.org/W52345743 (Other)
https://openalex.org/W4389458586 (Other)
https://openalex.org/W4387096118 (Other)
https://openalex.org/W2766698416 (Other)
https://openalex.org/W2513578212 (Other)
https://openalex.org/W2347172380 (Other)
https://openalex.org/W2181655570 (Other)
https://openalex.org/W2161335254 (Other)
https://openalex.org/W2147924789 (Other)
https://openalex.org/W1493567019 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W10617908
  • https://openalex.org/W1156610929
  • https://openalex.org/W1450867862
  • https://openalex.org/W1497855761
  • https://openalex.org/W1536347041
  • https://openalex.org/W154725149
  • https://openalex.org/W1715339469
  • https://openalex.org/W1747576329
  • https://openalex.org/W1749342571
  • https://openalex.org/W183939119
  • https://openalex.org/W1880390946
  • https://openalex.org/W1909730480
  • https://openalex.org/W1964066906
  • https://openalex.org/W1964431027
  • https://openalex.org/W1964938966
  • https://openalex.org/W1965267351
  • https://openalex.org/W1965665318
  • https://openalex.org/W1966564820
  • https://openalex.org/W1973507391
  • https://openalex.org/W1973879072
  • https://openalex.org/W1974339266
  • https://openalex.org/W1977194676
  • https://openalex.org/W1983455597
  • https://openalex.org/W1983866749
  • https://openalex.org/W1984022326
  • https://openalex.org/W1990867783
  • https://openalex.org/W1992438574
  • https://openalex.org/W1997832457
  • https://openalex.org/W1998014770
  • https://openalex.org/W2001526112
  • https://openalex.org/W2007500294
  • https://openalex.org/W2009429584
  • https://openalex.org/W2009761771
  • https://openalex.org/W2010184995
  • https://openalex.org/W2010796305
  • https://openalex.org/W2022302963
  • https://openalex.org/W2024350472
  • https://openalex.org/W2028228062
  • https://openalex.org/W2029834745
  • https://openalex.org/W2031330472
  • https://openalex.org/W2043509228
  • https://openalex.org/W2047209590
  • https://openalex.org/W2050601207
  • https://openalex.org/W2053823526
  • https://openalex.org/W2055250472
  • https://openalex.org/W2056469332
  • https://openalex.org/W2057225006
  • https://openalex.org/W2064073012
  • https://openalex.org/W2068529394
  • https://openalex.org/W2070007526
  • https://openalex.org/W2070575162
  • https://openalex.org/W2072658091
  • https://openalex.org/W2073654898
  • https://openalex.org/W2075202346
  • https://openalex.org/W2076654662
  • https://openalex.org/W2078429267
  • https://openalex.org/W2080541943
  • https://openalex.org/W2081161827
  • https://openalex.org/W2082517450
  • https://openalex.org/W2083442321
  • https://openalex.org/W2085223543
  • https://openalex.org/W2086078434
  • https://openalex.org/W2088064644
  • https://openalex.org/W2088226047
  • https://openalex.org/W2088397350
  • https://openalex.org/W2088686339
  • https://openalex.org/W2089583937
  • https://openalex.org/W2094940818
  • https://openalex.org/W2096541421
  • https://openalex.org/W2097393422
  • https://openalex.org/W2101645363
  • https://openalex.org/W2103517584
  • https://openalex.org/W2109689528
  • https://openalex.org/W2110378444
  • https://openalex.org/W2114380874
  • https://openalex.org/W2115758667
  • https://openalex.org/W2118970688
  • https://openalex.org/W2127765861
  • https://openalex.org/W2129081916
  • https://openalex.org/W2130389204
  • https://openalex.org/W2137106937
  • https://openalex.org/W2139516496
  • https://openalex.org/W2139976859
  • https://openalex.org/W2146133641
  • https://openalex.org/W2146216268
  • https://openalex.org/W2147645265
  • https://openalex.org/W2150844813
  • https://openalex.org/W2154565342
  • https://openalex.org/W2156160866
  • https://openalex.org/W2161364794
  • https://openalex.org/W2163446105
  • https://openalex.org/W2163995223
  • https://openalex.org/W2167896918
  • https://openalex.org/W2174255809
  • https://openalex.org/W2198907191
  • https://openalex.org/W2210211063
  • https://openalex.org/W2224175912
  • https://openalex.org/W2260219453
  • https://openalex.org/W2262820684
  • https://openalex.org/W2270142843
  • https://openalex.org/W2277726115
  • https://openalex.org/W2281805071
  • https://openalex.org/W2292313894
  • https://openalex.org/W2295719721
  • https://openalex.org/W2301369972
  • https://openalex.org/W2319181596
  • https://openalex.org/W2321218355
  • https://openalex.org/W2326903153
  • https://openalex.org/W2327974216
  • https://openalex.org/W2334017584
  • https://openalex.org/W2343621063
  • https://openalex.org/W2344048819
  • https://openalex.org/W2347207911
  • https://openalex.org/W2403022206
  • https://openalex.org/W2403854613
  • https://openalex.org/W2409814849
  • https://openalex.org/W2411997673
  • https://openalex.org/W2460894723
  • https://openalex.org/W2463281479
  • https://openalex.org/W2464417828
  • https://openalex.org/W2465483778
  • https://openalex.org/W2473066774
  • https://openalex.org/W2480787476
  • https://openalex.org/W2504051867
  • https://openalex.org/W2507280354
  • https://openalex.org/W2508367806
  • https://openalex.org/W2520989670
  • https://openalex.org/W2522410542
  • https://openalex.org/W2526333357
  • https://openalex.org/W2530265242
  • https://openalex.org/W2534382943
  • https://openalex.org/W2539696924
  • https://openalex.org/W2547783069
  • https://openalex.org/W2548064156
  • https://openalex.org/W2549836338
  • https://openalex.org/W2550228307
  • https://openalex.org/W2557061517
  • https://openalex.org/W2559126655
  • https://openalex.org/W2564380774
  • https://openalex.org/W2568378854
  • https://openalex.org/W2578611753
  • https://openalex.org/W2586435368
  • https://openalex.org/W2586470749
  • https://openalex.org/W2586535553
  • https://openalex.org/W2588842222
  • https://openalex.org/W2588991903
  • https://openalex.org/W2590352820
  • https://openalex.org/W2594031647
  • https://openalex.org/W2603921207
  • https://openalex.org/W2603921756
  • https://openalex.org/W2606455133
  • https://openalex.org/W2614151742
  • https://openalex.org/W2618350855
  • https://openalex.org/W2621473111
  • https://openalex.org/W2624388116
  • https://openalex.org/W2625505695
  • https://openalex.org/W2736050651
  • https://openalex.org/W2736373899
  • https://openalex.org/W2748591825
  • https://openalex.org/W2754510205
  • https://openalex.org/W2759426193
  • https://openalex.org/W2766324102
  • https://openalex.org/W2766578585
  • https://openalex.org/W2766624429
  • https://openalex.org/W2767929723
  • https://openalex.org/W2779019546
  • https://openalex.org/W2790353748
  • https://openalex.org/W2792059098
  • https://openalex.org/W2795637755
  • https://openalex.org/W2800780732
  • https://openalex.org/W2800861212
  • https://openalex.org/W2888689176
  • https://openalex.org/W2892490006
  • https://openalex.org/W2893448478
  • https://openalex.org/W2898848220
  • https://openalex.org/W2901667615
  • https://openalex.org/W2912613781
  • https://openalex.org/W2923909729
  • https://openalex.org/W2925635398
  • https://openalex.org/W2932428906
  • https://openalex.org/W2941444136
  • https://openalex.org/W2942346949
  • https://openalex.org/W2954244345
  • https://openalex.org/W2956970765
  • https://openalex.org/W2958663082
  • https://openalex.org/W2962917655
  • https://openalex.org/W2970190800
  • https://openalex.org/W2979228428
  • https://openalex.org/W2983600939
  • https://openalex.org/W2984504859
  • https://openalex.org/W2989135569
  • https://openalex.org/W2996576132
  • https://openalex.org/W3002772810
  • https://openalex.org/W3004255820
  • https://openalex.org/W4231726249
  • https://openalex.org/W4236611477
  • https://openalex.org/W4250513197
  • https://openalex.org/W4295677736
  • https://openalex.org/W903660641