Вчені EPFL знаходять перші наукові докази бактеріального стану "нежиті"

Багато пацієнтів вилікували рецидив туберкульозу. До цього часу вважалося, що, оскільки бактерії, що викликають цю хворобу, перейшли в зомбі-стан після нападу антибіотиків або імунної системи, чекаючи, коли умови їхнього середовища знову стануть сприятливими. Зараз дослідники EPFL отримали перші докази того, що це так, що відкриває можливість розробки нових, більш ефективних методів лікування.

Туберкульоз вражає більше 12 мільйонів людей у ​​всьому світі, і зазвичай протягом декількох місяців лікується комбінацією з чотирьох препаратів. Однак навіть після завершення лікування у багатьох пацієнтів виникає рецидив.

хворих

Вчені стверджують, що бактерія туберкульозу, Mycobacterium tuberculosis, мала б таку стійкість, оскільки вона здатна знайти притулок у дивному "зомбі" стані в організмі пацієнта і повернутися до життя, коли це дозволяють умови.

Зараз вчені з Федеральної політехнічної школи Лозани (EPFL) у Швейцарії провели перше експериментальне спостереження за мікобатерійним туберкульозом у цьому зомбі-стані, яке, як видається, посилюється стресовими станами, такими як напади імунної системи господаря. Робота вказує на абсолютно нові шляхи лікування цієї хвороби, повідомляє EPFL у заяві.

Шукаємо доказів

Живі бактерії діляться і розмножуються. Якщо цього не сталося, їх вважають «мертвими». Однак деякі бактерії можуть перейти в дивний проміжний стан, в якому вони залишаються біологічно активними - вони продовжують виробляти енергію та білок - але не діляться.

У такому стані "вони є свого роду нежиттю, вони схожі на зомбі", пояснює Джон Мак-Кінні, один з авторів дослідження. "Бактерії в цьому стані все ще активні, але без зростання або ділення. Потім вони вважаються" без росту, але метаболічно активними "або" NGMA ".

До цього часу вважалося, що цей стан є основою для рецидивів туберкульозу: коли популяція M. tuberculosis заражає пацієнта, а потім стикається з агресивними антибіотиками, частина його потрапляє в цей зомбі-стан, як захисний механізм.

Але на сьогоднішній день було мало доказів, що підтверджують цю теорію. Цей недолік частково пов'язаний з тим, що експериментальні методи вивчення бактеріальних популяцій в цілому залежать від бактерій, що ростуть.

Позначення генів "нежиті"

Дослідники EPFL придумали спосіб тестування на бактерії зомбі. Оскільки вони все ще метаболічно активні, вони продовжують виробляти нові білки. Використовуючи техніку флуоресцентного мічення гена, який активується, коли М. tuberculosis продукує нові білки, вчені змогли простежити цю активність за допомогою мікроскопа.

Генетично позначені бактерії були розроблені в різних стресових умовах, таких як обмеження поживних речовин, антибіотики або умови, що імітували атаку імунної системи пацієнта.

Крім того, бактерії брали з легенів мишей, інфікованих туберкульозом, на різних стадіях зараження. Ці бактерії, також позначені генетичними мітками, були проаналізовані, щоб побачити, як різні умови впливали на них з часом.

Таким чином було виявлено, що M. tuberculosis реагує на стресові стани - такі як імунні атаки або нестача поживних речовин - диверсифікуючи свою популяцію, приводячи частину її до стану зомбі. Цей стан може стати захисною реакцією на імунітет пацієнта, вважають вчені.

Крім того, дослідники виявили, що легені туберкульозних мишей містять несподівано велику субпопуляцію клітин зомбі. Дивно, але ці клітини не були знайдені у мишей, генетично модифікованих, що не мають імунної системи, що свідчить про те, що імунна система та стан зомбі цих бактерій якимось чином пов'язані.

Вчені вважають, що це явище може сприяти стійкості до антибіотиків при M. tuberculosis, а імунітет та тиск на ліки можуть сприяти збереженню та рецидиву туберкульозу.

Отже, результати можуть бути використані для розробки нових лікарських стратегій проти цієї хвороби, особливо спрямованих на запобігання популяціям M. tuberculosis від генерації субпопуляцій бактерій зомбі. В даний час група зацікавлена ​​в оптимізації своїх методів генетичного відстеження, щоб отримати більш чітке уявлення про фізіологію, яка лежить в основі зомбі-стану цих бактерій.

Все більш вірулентна та дисперсійна бактерія

Ці висновки особливо важливі, якщо взяти до уваги той факт, що бактерія туберкульозу пришвидшує свій час дії, стаючи дедалі вірулентнішою та дисперсійнішою, згідно з недавнім міжнародним розслідуванням, проведеним під керівництвом іспанського вченого з Центру керівника досліджень в Охорона здоров'я Валенсії.

У ньому дослідники секвенували геном 259 штамів бактерії з п’яти континентів, що дозволило нам знати їх еволюцію протягом історії. За підрахунками, туберкульоз переслідує людство протягом 70 000 років, оскільки він виник у Африці. За цей час воно спільно розвивалось і краще пристосовувалось до людини.

У 2013 році група вчених з Університету Сантьяго де Компостела розробила оригінальну формулу для знищення деяких бактерій, включаючи туберкульоз: «голодувати» фермент, необхідний для їх проліферації. Ми не знаємо, чи не став М. tuberculosis також зомбі, щоб захиститися від цього нового методу.

Бібліографічна довідка: