TB-bakteerien itsetuho-järjestelmä voi johtaa täydelliseen lääkkeeseen
Uusi tutkimus tutkii ihmisen tuberkuloosin aiheuttavan bakteerin sisältämän luonnollisen itsetuhoavan mekanismin rakennetta. Tämän mekanismin hyödyntäminen näiden uusien havaintojen avulla voi pian johtaa parempaan hoitoon.
Yhdysvalloissa vuonna 2017 tapahtui yli 9000 tuberkuloositapausta.
Vaikka Yhdysvalloissa on yksi alhaisimmista tuberkuloosiluvuista maailmanlaajuisesti, tauti on edelleen yksi kymmenestä johtavasta kuolinsyydestä ympäri maailmaa.
Itse asiassa Maailman terveysjärjestö (WHO) arvioi, että noin 10 miljoonalla ihmisellä oli tuberkuloosi vuonna 2017 ja että 1,6 miljoonaa ihmistä kuoli seurauksena.
Kansainvälisen tutkijaryhmän tarkoituksena oli tutkia tehokkaampia lääkkeitä tuberkuloosia vastaan tutkia toksiinibakteerien luonnollisesti sisältämää toksiini-antitoksiinijärjestelmää.
Tutkijat, johtajana Annabel Parret, Euroopan molekyylibiologialaboratoriosta Hampurissa, Saksassa, selittävät pyrkimyksiään ja yksityiskohtaisesti havainnot lehdessä Molekyylisolu.
Toksiini-antitoksiinijärjestelmän tutkiminen
Kuten Parret ja hänen tiiminsä selittävät paperissaan, bakteerisoluilla on usein toksiini-antitoksiinijärjestelmä, jolla on tärkeä rooli siinä, miten bakteerit reagoivat ja sopeutuvat stressiolosuhteisiin. Tällaisia sairauksia ovat nälänhätä tai hoito antibiooteilla.
Järjestelmä sisältää myrkyllisen proteiinin ja "toksiinia neutraloivan" vastalääkkeen "tai antitoksiinin". Normaaleissa olosuhteissa antitoksiini estää toksiinin aktiivisuuden. Kuitenkin stressaavissa olosuhteissa - kuten antibioottihoidossa - antitoksiini hajoaa nopeasti ja toksiini aktivoituu.
Genomin Mycobacterium tuberculosis on noin 80 geeniryhmää. Näistä kolme geeniä koodaa antitoksiineja, jotka ovat välttämättömiä bakteerin elämälle ja hyvälle toiminnalle.
Joten, Parret ja kollegat lähensivät toksiineja, jotka täydentävät näitä kolmea antitoksiinia koodaavaa geeniä siinä toivossa, että he voisivat "hyödyntää" niitä "uusien anti-TB-hoitojen kehittämiseksi".
Tarkemmin sanottuna tutkijat käyttivät aiempia tutkimuksia ja päättivät keskittyä vain yhteen näistä kolmesta toksiini-antitoksiinijärjestelmästä.
He valitsivat tämän erityisen järjestelmän, koska tässä toksiinin vaikutus on paljon voimakkaampi kuin muissa järjestelmissä: Jos ”vastalääkettä” ei ole läsnä, toksiini yksinkertaisesti tappaa TB-bakteerin.
Joten tutkijat tutkivat tämän järjestelmän rakennetta. Kuten Parret selittää, "Tavoitteenamme oli nähdä [toksiini-antitoksiini] -järjestelmän rakenne, jotta voimme yrittää ymmärtää ja jopa manipuloida sitä."
Kohti "täydellistä tuberkuloosilääkettä"
Tutkijat havaitsivat, että tämän järjestelmän rakenne näyttää hyvin samanlaiselta kuin koleran ja kurkkumätä-toksiinien. "Se näyttää timantilta ja on erittäin vakaa", kertoo tutkimuksen tekijä Matthias Wilmanns.
TB-infektion ja antibioottihoidon hiirimallilla he tutkivat toksiini-antitoksiinijärjestelmän käyttäytymistä.
He paljastivat, että kun toksiini irtoaa vastalääkkeestään, se aktivoituu ja alkaa "syödä" NAD + -molekyylejä, jotka ovat solun elinaikana välttämättömiä solun metaboliitteja.
Lopulta molekyylien progressiivinen hajoaminen tappaa kaikki bakteerisolut yksi kerrallaan. Tutkijat toivovat voivansa hyödyntää tätä luonnollista itsetuhomekanismia uusien, tehokkaampien tuberkuloosilääkkeiden luomiseksi.
Itse asiassa Parret kertoo: "Yhteistyökumppanimme Toulousessa pystyivät jo pidentämään tuberkuloosiin infektoituneiden hiirten ikää aktivoimalla toksiinin hallitusti."
"Jos löydämme molekyylejä, jotka voivat häiritä [toksiini-antitoksiini] -järjestelmää - ja siten laukaista solukuoleman - tuberkuloosipotilaille, se olisi täydellinen lääke […]. Jos onnistumme, tämä voi olla uusi lähestymistapa tuberkuloosin ja muiden tartuntatautien hoitoon. "
Annabel Parret
