Sistemul de autodistrugere a bacteriilor TB poate duce la „medicament perfect”
Noi cercetări explorează structura unui mecanism natural autodistructiv conținut în bacterie care cauzează tuberculoza la om. Exploatarea acestui mecanism folosind aceste noi descoperiri poate duce în curând la tratamente mai bune.
În Statele Unite, în 2017 au apărut peste 9.000 de cazuri de tuberculoză (TBC).
Deși SUA are una dintre cele mai scăzute rate de tuberculoză la nivel mondial, boala rămâne una dintre primele 10 cauze principale de deces din întreaga lume.
De fapt, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) estimează că aproximativ 10 milioane de persoane au avut TBC în 2017 și că, în consecință, au murit 1,6 milioane de persoane.
Într-un efort de a elabora medicamente mai eficiente împotriva TBC, o echipă internațională de cercetători și-a propus să investigheze un sistem toxină-antitoxină pe care îl conține în mod natural bacteria TBC.
Oamenii de știință - conduși de Annabel Parret, de la Laboratorul European de Biologie Moleculară din Hamburg, Germania - explică eforturile lor și detaliază descoperirile lor în jurnal Celula moleculară.
Studierea sistemului „toxină-antitoxină”
După cum explică Parret și echipa ei în lucrarea lor, celulele bacteriene au adesea un sistem toxină-antitoxină care joacă un rol important în modul în care bacteriile răspund și se adaptează la condițiile de stres. Astfel de afecțiuni includ înfometarea sau tratamentul cu antibiotice.
Sistemul cuprinde o proteină toxică și „un„ antidot ”sau antitoxină care neutralizează toxina. În condiții normale, antitoxina blochează activitatea toxinei. Cu toate acestea, în circumstanțe stresante - cum ar fi sub tratament cu antibiotice - antitoxina se descompune rapid și toxina este activată.
Genomul Mycobacterium tuberculosis are în jur de 80 de grupe de gene. Dintre acestea, trei gene codifică antitoxinele care sunt esențiale pentru viața și buna funcționare a bacteriei.
Așadar, Parret și colegii săi au analizat toxinele care ar completa aceste trei gene care codifică antitoxina în speranța că le pot „exploata” pentru „dezvoltarea de noi terapii anti-TB”.
Mai precis, cercetătorii s-au bazat pe studii anterioare și au ales să se concentreze doar pe unul dintre aceste trei sisteme de toxină-antitoxină.
Ei au ales acest sistem special, deoarece aici, efectul toxinei este mult mai puternic decât în alte sisteme: dacă „antidotul” nu este prezent, toxina pur și simplu ucide bacteria TB.
Deci, oamenii de știință au examinat structura acestui sistem. După cum explică Parret, „Scopul nostru a fost să vedem structura sistemului [toxină-antitoxină], astfel încât să putem încerca să o înțelegem și chiar să o manipulăm”.
Către „medicamentul perfect pentru tuberculoză”
Oamenii de știință au descoperit că structura acestui sistem arată foarte asemănătoare cu toxinele holerei și ale difteriei. „Arată ca un diamant și este foarte stabil”, spune co-autorul studiului, Matthias Wilmanns.
Folosind un model de șoarece de infecție cu TBC și tratament cu antibiotice, au studiat comportamentul sistemului toxină-antitoxină.
Au dezvăluit că, atunci când toxina se separă de antidot, aceasta devine activă și începe să „mănânce” moleculele NAD +, care sunt metaboliți celulari indispensabili vieții celulei.
În cele din urmă, degradarea progresivă a moleculelor ucide toate celulele bacteriene, una câte una. Cercetătorii speră să exploateze acest mecanism natural de autodistrugere pentru a crea noi medicamente anti-TB mai eficiente.
De fapt, explică Parret, „Colaboratorii noștri din Toulouse au reușit deja să prelungească durata de viață a șoarecilor infectați cu TBC prin activarea toxinei într-un mod controlat”.
„Dacă găsim molecule care pot perturba sistemul [toxină-antitoxină] - și astfel pot declanșa moartea celulară - la pacienții cu TBC, acesta ar fi medicamentul perfect [...]. Dacă vom reuși, aceasta ar putea fi o nouă abordare pentru tratarea TBC și a altor boli infecțioase. ”
Annabel Parret
