TB baktēriju pašiznīcināšanās sistēma var radīt “ideālas zāles”
Jauni pētījumi pēta dabiskā pašiznīcināšanās mehānisma struktūru, kas atrodas baktērijā, kas cilvēkiem izraisa tuberkulozi. Izmantojot šo mehānismu, izmantojot šos jaunos atklājumus, drīz var panākt labāku ārstēšanu.
Amerikas Savienotajās Valstīs 2017. gadā notika vairāk nekā 9000 tuberkulozes (TB) gadījumu.
Lai gan ASV ir viens no zemākajiem TB rādītājiem visā pasaulē, šī slimība joprojām ir viens no desmit galvenajiem nāves cēloņiem visā pasaulē.
Faktiski Pasaules Veselības organizācija (PVO) lēš, ka 2017. gadā aptuveni 10 miljoniem cilvēku bija TB, un tā rezultātā 1,6 miljoni cilvēku nomira.
Cenšoties izstrādāt efektīvākas zāles pret tuberkulozi, starptautiska pētnieku grupa nolēma izpētīt toksīnu-antitoksīnu sistēmu, ko dabiski satur TB baktērija.
Zinātnieki, kuru vada Annabel Parret no Eiropas Molekulārās bioloģijas laboratorijas Hamburgā, Vācijā, paskaidro savus centienus un sīki izklāsta savus secinājumus žurnālā Molekulārā šūna.
Pētot toksīnu-antitoksīnu sistēmu
Kā Parrets un viņas komanda paskaidro savā rakstā, baktēriju šūnās bieži ir toksīnu-antitoksīnu sistēma, kurai ir svarīga loma baktēriju reakcijā un pielāgošanā stresa apstākļiem. Šādi apstākļi ietver badu vai ārstēšanu ar antibiotikām.
Sistēma satur toksisku olbaltumvielu un “toksīnu neitralizējošu“ antidotu ”vai antitoksīnu”. Normālos apstākļos antitoksīns bloķē toksīna aktivitāti. Tomēr stresa apstākļos - piemēram, ārstējot ar antibiotikām - antitoksīns ātri sadalās un toksīns tiek aktivizēts.
Genoma Mycobacterium tuberculosis ir aptuveni 80 gēnu grupas. No tiem trīs gēni kodē antitoksīnus, kas ir būtiski baktērijas dzīvībai un labai darbībai.
Tātad Parrets un viņa kolēģi tuvināja toksīnus, kas papildinātu šos trīs antitoksīnus kodējošos gēnus, cerot, ka viņi tos varēs “izmantot” jaunu anti-TB terapiju izstrādei.
Precīzāk, pētnieki izmantoja iepriekšējos pētījumus un izvēlējās koncentrēties tikai uz vienu no šīm trim toksīnu-antitoksīnu sistēmām.
Viņi izvēlējās tieši šo sistēmu, jo šeit toksīna iedarbība ir daudz spēcīgāka nekā citās sistēmās: ja “pretinde” nav, toksīns vienkārši iznīcina TB baktēriju.
Tātad, zinātnieki pārbaudīja šīs sistēmas struktūru. Kā paskaidro Parrets: "Mūsu mērķis bija redzēt [toksīnu-antitoksīnu] sistēmas struktūru, lai mēs varētu mēģināt to saprast un pat ar to manipulēt."
Ceļā uz “perfektu TB narkotiku”
Zinātnieki atklāja, ka šīs sistēmas struktūra izskatās ļoti līdzīga holēras un difterijas toksīniem. "Tas izskatās kā dimants, un tas ir ļoti stabils," saka pētījuma līdzautors Matiass Vilmans.
Izmantojot TB infekcijas peles modeli un ārstēšanu ar antibiotikām, viņi pētīja toksīnu-antitoksīnu sistēmas uzvedību.
Viņi atklāja, ka, kad toksīns atdalās no tā pretindes, tas kļūst aktīvs un sāk “apēst” NAD + molekulas, kas ir šūnu metabolīti, kas ir nepieciešami šūnas dzīvībai.
Galu galā progresējošā molekulu noārdīšanās pa vienam iznīcina visas baktēriju šūnas. Pētnieki cer izmantot šo dabisko pašiznīcināšanās mehānismu, lai izveidotu jaunas, efektīvākas anti-TB zāles.
Patiesībā skaidro Parrets: "Mūsu līdzstrādnieki Tulūzā jau spēja pagarināt ar TB inficēto peles mūžu, kontrolētā veidā aktivizējot toksīnu."
“Ja TB slimniekiem atrodam molekulas, kas var izjaukt [toksīna-antitoksīna] sistēmu un tādējādi izraisīt šūnu nāvi, tas būtu ideāls medikaments […]. Ja mums tas izdosies, tā varētu būt jauna pieeja TB un citu infekcijas slimību ārstēšanā. ”
Annabel Parret
