Toksyna, która zabija prątki gruźlicy
Toksyna, której prątek gruźlicy używa, by zaadoptować się do środowiska może być dla tej bakterii śmiertelnie niebezpieczna, jeżeli tylko uda się sztucznie utrzymać dłużej jej działanie. Gruźlica, choć w Europie prawie nie występuje, globalnie wciąż zabiera ze sobą około półtora miliona ofiar rocznie. Ponieważ coraz częściej terapia antybiotykowa okazuje się nieskuteczna, badacze szukają nowych rozwiązań.
Odpowiednio dobrane toksyny mogą blokować dostęp do aminokwasów niezbędnych do produkcji białek istotnych do przeżycia bakterii prątka gruźlicy. Międzynarodowy zespół naukowców pod kierunkiem badaczy z brytyjskiego Uniwersytetu w Durham i francuskiego Laboratorium Mikrobiologii i Genetyki oraz Centrum Biologii Integracyjnej w Tuluzie podjęli się próby użycia tej toksyny do stworzenia nowego leku przeciwko gruźlicy.
Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Science Advances”.
Gruźlica jest jedną z najbardziej śmiercionośnych chorób. Pomimo tego, że część świata korzysta ze skutecznej szczepionki, wciąż około półtora miliona osób rocznie umiera z powodu tej choroby. Większość przypadków gruźlicy może być na szczęście leczona za pomocą odpowiedniej terapii antybiotykowej, ale niestety wciąż zwiększa się liczba przypadków bakterii odpornych na działania antybiotyków. Dlatego tak ważne jest poszukiwanie kolejnych leków.
Gruźlica człowieka (łac. i ang. tuberculosis, tubercule bacillius – TB) jest silnie zaraźliwą, potencjalnie śmiertelną chorobą bakteryjną wywoływaną przez prątka gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis). Do jej rozprzestrzenienia przez oddech wystarczą nieliczne krople, które chory wyrzuca z siebie wraz kaszlem i kichaniem. Atakuje głównie płuca, ale może zainfekować także gruczoły, a nawet kości czy system nerwowy.
Bakterie, takie jak ta powodująca gruźlicę, wytwarzają toksyny, które pomagają im w adaptacji do środowiska. W normalnych okolicznościach te toksyny są neutralizowane przez odtrutkę, która tworzy bakteria, ponieważ jeżeli pozostały by aktywne, mogły by spowodować spowolnienie rozwoju, a w konsekwencji śmierć komórki bakteryjnej.
W trakcie badań nad Mycobacterium tuberculosis naukowcy odkryli nową, nieznaną wcześniej toksynę, nazwaną MenT. Stworzenie bardzo precyzyjnego trójwymiarowego obrazu tej toksyny i opracowanie danych genetycznych i biochemicznych pozwoliło zauważyć, że jej działanie spowalnia użycie przez bakterię aminokwasów niezbędnych by bakteria produkowała białka i mogła nadal żyć.
Dalsze badania pokazały, że jeżeli MenT nie jest zneutralizowana przez antytoksynę MenA, wygasza wzrosty prątka gruźlicy i powoduje w rezultacie śmierć tej bakterii.
– W rezultacie – jak relacjonuje dr Tim Blower z Department of Biosciences, and Lister Institute Prize Fellow na Uniwersytecie w Durham, współautor badań – gruźlica skutecznie truje samą siebie. Przez wymuszoną aktywację toksyny MenT, a konkretnie przez destabilizację relacji między tą toksyną a antytoksyną MenA, możemy zabijać bakterię powodującą gruźlicę. Tak niezwykłe właściwości antybakteryjne odkrytej przez nas toksyny sprawiają, że ma ona niezwykły lecznicy potencjał.
W zespole badaczy, oprócz przedstawicieli jednostek naukowych z Durham i Tuluzy, pracowali naukowcy z Instytutu Biologii Fizykochemicznej z Paryża i z Uniwersytetu w Otago w Nowej Zelandii.
– Nasze badania pozwoliły zidentyfikować wcześniej nieznany mechanizm, który potrafi zablokować syntezę białek bakterii a tym samym otworzył drogę do zupełnie nowej generacji leków, które umożliwią leczenie gruźlicy i innych chorób bakteryjnych – podsumował Dr. Pierre Genevaux, przedstawiciel Laboratorium Mikrobiologii i Genetyki z Tuluzy i współautor badań.
Badania źródłowe:
A nucleotidyltransferase toxin inhibits growth of Mycobacterium tuberculosis through inactivation of tRNA acceptor stems, Yiming Cai and Ben Usher et al; Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.abb6651
Opracowano na podstawie artykułu Scientists find new way to kill tuberculosis, przygotowanego przez Uniwersytet w Durham i opublikowanego na portalu Phys.org.
