Sistem samouničenja bakterij TB lahko privede do "popolnega zdravila"
Nova raziskava raziskuje strukturo naravnega samodestruktivnega mehanizma, ki ga vsebuje bakterija, ki povzroča tuberkulozo pri ljudeh. Izkoriščanje tega mehanizma z uporabo teh novih ugotovitev lahko kmalu pripelje do boljšega zdravljenja.
V ZDA se je leta 2017 zgodilo več kot 9000 primerov tuberkuloze.
Čeprav imajo ZDA eno najnižjih stopenj TB po vsem svetu, ostaja bolezen eden izmed 10 vodilnih vzrokov smrti po vsem svetu.
Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) dejansko ocenjuje, da je leta 2017 približno 10 milijonov ljudi imelo TB in da je zaradi tega umrlo 1,6 milijona ljudi.
V prizadevanjih za oblikovanje učinkovitejših zdravil proti tuberkulozi se je mednarodna skupina raziskovalcev lotila raziskave toksin-antitoksinskega sistema, ki ga bakterija TB naravno vsebuje.
Znanstveniki - pod vodstvom Annabel Parret iz Evropskega laboratorija za molekularno biologijo v Hamburgu v Nemčiji - v reviji pojasnjujejo svoja prizadevanja in podrobno razkrivajo svoje ugotovitve Molekularna celica.
Preučevanje sistema 'toksin-antitoksin'
Kot v svojem prispevku pojasnjujejo Parret in njena ekipa, imajo bakterijske celice pogosto sistem toksin-antitoksin, ki igra pomembno vlogo pri odzivanju in prilagajanju bakterij stresnim razmeram. Takšni pogoji vključujejo stradanje ali zdravljenje z antibiotiki.
Sistem vsebuje toksične beljakovine in "toksin nevtralizirajoči" protistrup "ali antitoksin." V normalnih pogojih antitoksin blokira aktivnost toksina. Vendar se v stresnih okoliščinah - na primer pri zdravljenju z antibiotiki - antitoksin hitro razgradi in toksin se aktivira.
Genom Mycobacterium tuberculosis ima približno 80 skupin genov. Od teh trije geni kodirajo antitoksine, ki so bistveni za življenje in dobro delovanje bakterije.
Tako so Parret in sodelavci povečali toksine, ki bi dopolnili te tri gene, ki kodirajo antitoksine, v upanju, da jih bodo lahko "izkoristili" za razvoj novih terapij proti TB.
Natančneje, raziskovalci so črpali iz prejšnjih študij in se odločili, da se bodo osredotočili le na enega od teh treh toksin-antitoksinskih sistemov.
Za ta sistem so se odločili, ker je tu učinek toksina veliko močnejši kot v drugih sistemih: če "protistrup" ni prisoten, toksin preprosto ubije bakterijo TB.
Znanstveniki so torej preučili strukturo tega sistema. Kot pojasnjuje Parret, "naš cilj je bil videti strukturo sistema [toksin-antitoksin], da bi ga lahko poskusili razumeti in celo z njim manipulirati."
Proti "popolnemu zdravilu proti tuberkulozi"
Znanstveniki so ugotovili, da je zgradba tega sistema zelo podobna toksinom kolere in davice. "Videti je kot diamant in je zelo stabilen," pravi soavtor študije Matthias Wilmanns.
Z uporabo mišičnega modela okužbe s tuberkulozo in zdravljenja z antibiotiki so preučevali obnašanje toksin-antitoksinskega sistema.
Razkrili so, da ko se toksin loči od protistrupa, postane aktiven in začne "pojesti" molekule NAD +, ki so celični presnovki, ki so nepogrešljivi za življenje celice.
Sčasoma postopna razgradnja molekul eno za drugo uniči vse bakterijske celice. Raziskovalci upajo, da bodo izkoristili ta naravni mehanizem samouničenja za ustvarjanje novih, učinkovitejših zdravil proti TB.
Dejansko pojasnjuje Parret: "Naši sodelavci v Toulouseu so že lahko podaljšali življenjsko dobo miši, okuženih s tuberkulozo, tako da so nadzorovano aktivirali toksin."
"Če najdemo molekule, ki lahko pri bolnikih s TB uničijo sistem [toksin-antitoksin] - in s tem sprožijo celično smrt, bi bilo to popolno zdravilo [...]. Če bomo uspeli, je to lahko nov pristop za zdravljenje tuberkuloze in drugih nalezljivih bolezni. "
Annabel Parret
