A TB baktériumok önpusztító rendszere "tökéletes gyógyszerhez" vezethet
Új kutatás feltárja a baktériumban található természetes önpusztító mechanizmus felépítését, amely emberben tuberkulózist okoz. A mechanizmus ezen új eredmények felhasználása hamarosan jobb kezelésekhez vezethet.
Az Egyesült Államokban 2017-ben több mint 9000 tuberkulózis (TB) eset fordult elő.
Noha az Egyesült Államokban az egyik legalacsonyabb a TBC aránya világszerte, a betegség továbbra is a világ 10 legfontosabb halálokának egyike.
Valójában az Egészségügyi Világszervezet (WHO) becslése szerint 2017-ben körülbelül 10 millió ember szenvedett tbc-ben, és ennek eredményeként 1,6 millió ember halt meg.
A tuberkulózis elleni hatékonyabb gyógyszerek kidolgozása érdekében egy nemzetközi kutatócsoport elindult egy toxin-antitoxin rendszer kivizsgálására, amelyet a TB baktérium természetesen tartalmaz.
A tudósok - Annabel Parret vezetésével, a németországi Hamburgban működő Európai Molekuláris Biológiai Laboratóriumtól - kifejtik törekvéseiket és részletezik eredményeiket a folyóiratban Molecular Cell.
A „toxin-antitoxin” rendszer tanulmányozása
Mint Parret és csapata dolgozatában kifejtette, a baktériumsejtekben gyakran van egy toxin-antitoxin rendszer, amely fontos szerepet játszik abban, hogy a baktériumok hogyan reagálnak és alkalmazkodnak a stressz állapotához. Ilyen állapot lehet az éhezés vagy az antibiotikumokkal történő kezelés.
A rendszer tartalmaz egy mérgező fehérjét és „egy toxint semlegesítő„ ellenszert ”vagy antitoxint.” Normál körülmények között az antitoxin blokkolja a toxin aktivitását. Stresszes körülmények között - például antibiotikus kezelés alatt - az antitoxin gyorsan lebomlik, és a toxin aktiválódik.
A genom Mycobacterium tuberculosis körülbelül 80 géncsoportja van. Ezek közül három gén olyan antitoxinokat kódol, amelyek elengedhetetlenek a baktérium életéhez és megfelelő működéséhez.
Tehát Parret és munkatársai ráközelítettek a toxinokra, amelyek kiegészítik ezt a három antitoxint kódoló gént, abban a reményben, hogy „kihasználhatják” őket „új TBC-terápiák kifejlesztésére”.
Pontosabban, a kutatók korábbi tanulmányokból merítettek, és úgy döntöttek, hogy e három toxin-antitoxin rendszer közül csak az egyikre koncentrálnak.
Azért választották ezt a rendszert, mert itt a toxin hatása sokkal erősebb, mint más rendszerekben: Ha az „ellenszer” nincs jelen, akkor a toxin egyszerűen megöli a TB baktériumot.
Tehát a tudósok megvizsgálták ennek a rendszernek a szerkezetét. Mint Parret kifejti: "Célunk a [toxin-antitoxin] rendszer felépítésének megtekintése volt, így megpróbálhattuk megérteni, sőt manipulálni is."
A „tökéletes TBC-gyógyszer” felé
A tudósok megállapították, hogy ennek a rendszernek a szerkezete nagyon hasonlít a kolera és a diftéria toxinjaira. "Úgy néz ki, mint egy gyémánt, és nagyon stabil" - mondja Matthias Wilmanns, a tanulmány társszerzője.
A tbc-fertőzés és az antibiotikum-kezelés egérmodelljével tanulmányozták a toxin-antitoxin rendszer viselkedését.
Felfedték, hogy amikor a toxin elválik az antidotumától, aktivizálódik, és elkezdi „megenni” a NAD + molekulákat, amelyek a sejt életéhez nélkülözhetetlen celluláris metabolitok.
Végül a molekulák progresszív lebomlása egyenként megöli az összes baktérium sejtet. A kutatók remélik, hogy kihasználják ezt a természetes önpusztító mechanizmust új, hatékonyabb tuberkulózis elleni gyógyszerek létrehozására.
Valójában magyarázza Parret: "Toulouse-i munkatársaink már képesek voltak meghosszabbítani a TBC-vel fertőzött egerek élettartamát a toxin ellenőrzött aktiválásával."
„Ha olyan molekulákat találunk, amelyek megzavarhatják a [toxin-antitoxin] rendszert - és ezáltal kiválthatják a sejtek halálát - a tuberkulózisban szenvedő betegeknél, az a tökéletes gyógyszer lenne […]. Ha sikerrel járunk, ez új megközelítés lehet a tuberkulózis és más fertőző betegségek kezelésében. ”
Annabel Parret
