TB-bakterite enesehävitussüsteem võib viia täiusliku ravimini
Uued uuringud uurivad bakteris sisalduva loodusliku enesehävitava mehhanismi struktuuri, mis põhjustab inimestel tuberkuloosi. Selle mehhanismi kasutamine nende uute leidude abil võib peagi kaasa tuua parema ravi.
Ameerika Ühendriikides juhtus 2017. aastal üle 9000 tuberkuloosi (TB).
Kuigi USA-s on kogu maailmas üks madalamaid tuberkuloosimäärasid, on see haigus endiselt üks kümnest peamisest surmapõhjusest kogu maailmas.
Tegelikult oli Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) hinnangul 2017. aastal umbes 10 miljonit inimest tuberkuloosi ja selle tagajärjel suri 1,6 miljonit inimest.
Püüdes välja töötada tõhusamaid ravimeid tuberkuloosi vastu, asus rahvusvaheline teadlaste rühm uurima toksiin-antitoksiinide süsteemi, mida tuberkuloosibakter sisaldab loomulikult.
Teadlased, keda juhib Annabel Parret, Saksamaal Hamburgis asuvast Euroopa molekulaarbioloogia laborist, selgitavad oma püüdlusi ja kirjeldavad oma tulemusi ajakirjas Molekulaarne rakk.
Toksiini-antitoksiini süsteemi uurimine
Nagu Parret ja tema meeskond oma dokumendis selgitavad, on bakterirakkudel sageli toksiin-antitoksiinide süsteem, millel on oluline roll bakterite reageerimisel ja stressitingimustega kohanemisel. Selliste seisundite hulka kuulub nälgimine või ravi antibiootikumidega.
Süsteem sisaldab toksilist valku ja „toksiini neutraliseerivat„ vastumürki “või antitoksiini.“ Normaalsetes tingimustes blokeerib antitoksiin toksiini aktiivsuse. Kuid stressitingimustes - näiteks antibiootikumravi korral - laguneb antitoksiin kiiresti ja toksiin aktiveerub.
Genoom Mycobacterium tuberculosis on umbes 80 geenirühma. Neist kolm geeni kodeerivad antitoksiine, mis on hädavajalikud bakteri eluks ja heaks toimimiseks.
Niisiis lähendasid Parret ja tema kolleegid toksiine, mis täiendaksid neid kolme antitoksiini kodeerivat geeni, lootes, et nad saavad neid "ära kasutada" uudsete TB-vastaste ravimeetodite väljatöötamiseks.
Täpsemalt lähtusid teadlased varasematest uuringutest ja otsustasid keskenduda vaid ühele neist kolmest toksiini-antitoksiinide süsteemist.
Nad valisid selle konkreetse süsteemi, kuna siin on toksiini toime palju tugevam kui teistes süsteemides: kui "antidood" puudub, tapab toksiin lihtsalt TB-bakteri.
Niisiis uurisid teadlased selle süsteemi ülesehitust. Nagu Parret selgitab: "Meie eesmärk oli näha [toksiin-antitoksiin] süsteemi struktuuri, et saaksime proovida seda mõista ja isegi sellega manipuleerida."
Täiusliku tuberkuloosiravimi poole
Teadlased leidsid, et selle süsteemi struktuur näeb välja väga sarnane koolera ja difteeria toksiinidega. "See näeb välja nagu teemant ja see on väga stabiilne," ütleb uuringu kaasautor Matthias Wilmanns.
TB-nakkuse ja antibiootikumravi hiire mudeli abil uurisid nad toksiini-antitoksiini süsteemi käitumist.
Nad paljastasid, et kui toksiin eraldub antidoodist, muutub see aktiivseks ja hakkab "sööma" NAD + molekule, mis on raku elu jaoks asendamatud rakumetaboliidid.
Lõpuks tapab molekulide järkjärguline lagunemine kõik bakterirakud ükshaaval. Teadlased loodavad seda looduslikku enesehävitamise mehhanismi ära kasutada uute, tõhusamate tuberkuloosivastaste ravimite loomiseks.
Tegelikult selgitab Parret: "Meie Toulouse'i kaastöötajad suutsid juba pikendada tuberkuloosiga nakatunud hiirte eluiga, aktiveerides toksiini kontrollitult."
„Kui leiame molekulid, mis võivad TB-patsientidel häirida [toksiini-antitoksiini] süsteemi - ja seega rakusurma -, oleks see ideaalne ravim […]. Kui see meil õnnestub, võib see olla uus lähenemisviis tuberkuloosi ja teiste nakkushaiguste ravimisel. ”
Annabel Parret
