Po dešimtmečius trukusio sergamumo mažėjimo išsivysčiusiose šalyse tuberkuliozė (TB) vėl ima plisti, be to, vis dažniau tampa atspari stipriausiems antibiotikams.
„Pasaulio sveikatos organizacija“ situaciją vadina visuomenės sveikatos krize, tačiau mokslininkai skelbia apie naują proveržį, galintį padėti kovoti su viena pavojingiausių infekcinių ligų pasaulyje.
Tarptautinė tyrėjų komanda išnagrinėjo tris eksperimentinius antibiotikų junginius – ekumiciną, ilamicinus ir ciklomarinus – siekdama tiksliai nustatyti, kaip jie naikina tuberkuliozę sukeliančią bakteriją Mycobacterium tuberculosis.
Nors šie junginiai mokslininkams nėra naujiena, iki šiol trūko aiškumo, kaip tiksliai jie sutrikdo bakterijos gyvybines funkcijas. Tokia informacija yra itin svarbi kuriant veiksmingus ir plačiai pritaikomus vaistus.
Laboratoriniai bandymai parodė, kad visi trys junginiai veikia bakterijos viduje esantį molekulinį mechanizmą – ClpC1–ClpP1P2 kompleksą. Šis kompleksas būtinas M. tuberculosis gyvybingumui, nes padeda „sutvarkyti“ nereikalingus ar pažeistus baltymus, kitaip tariant, užtikrina baltymų perdirbimą ir atliekų šalinimą.
„TB bakterijos priklauso nuo šios perdirbimo sistemos, kad išgyventų, ypač stresinėmis sąlygomis žmogaus organizme“, – teigia Australijos „Sidnėjaus universiteto“ imunologas Warwickas Brittonas.
„Mūsų rezultatai rodo, kad šie junginiai sistemos paprasčiausiai neišjungia. Kiekvienas jų į ją įsikiša skirtingai ir sukelia plataus masto disbalansą visoje bakterijoje. Toks sutrikdymas susilpnina jos gebėjimą funkcionuoti ir išgyventi“, – priduria jis.
Tyrėjai pasitelkė analizės metodus, leidusius įvertinti daugiau kaip 3 tūkst. M. tuberculosis baltymų. Kiekvienas antibiotikų junginys buvo išbandytas atskirai, stebint, kaip kinta šių baltymų veikla ir pusiausvyra.
Nors visi trys junginiai trikdė baltymų perdirbimo sistemą, jų poveikis skyrėsi. Ryškiausią efektą sukėlė ekumicinas: po jo poveikio smarkiai padaugėjo apsauginio streso baltymo Hsp20, o tai rodo, kad bakterija patiria itin didelį stresą.
Toks tikslus veikimo mechanizmų supratimas leidžia kryptingiau vystyti antibiotikus su šiais junginiais: geriau prognozuoti, kokią žalą jie daro bakterijai, ir kaip juos būtų galima efektyviausiai derinti tarpusavyje.
„Stebėdami pokyčius beveik visame bakterijos baltymų tinkle, pamatėme, kaip vieno esminio komplekso sutrikdymas gali permodeliuoti visą jos vidinį baltymų kraštovaizdį“, – sako „Sidnėjaus universiteto“ cheminė biologė Isabel Barter.
„Šis gilesnis supratimas suteikia vertingų įžvalgų, kaip galėtume patobulinti šiuos junginius ir kurti tikslesnius bei veiksmingesnius anti-TB gydymo būdus“, – priduria ji.
Šiuo metu tuberkuliozė kasmet nusineša gerokai daugiau nei milijoną gyvybių. Liga plinta oro lašeliniu būdu – kosint ar net kvėpuojant. Nors TB yra pagydoma, veiksmingas gydymas nėra vienodai prieinamas visame pasaulyje. Be to, pilnas gydymo kursas dažnai trunka kelis mėnesius, o tai gali prisidėti prie antibiotikams atsparių atmainų atsiradimo.
Išgyvenamumą lemia ir socialinės bei ekonominės sąlygos, ir žmogaus imuninės sistemos būklė. Dar viena problema – latentinė infekcija: manoma, kad iki ketvirtadalio pasaulio gyventojų gali būti užsikrėtę TB bakterija, nors ne visiems ji išsivysto į aktyvią ligą.
Kiekvienas žingsnis, padedantis geriau suprasti, kaip tuberkuliozė įsitvirtina organizme ir kaip ją galima sustabdyti šiuolaikiniais vaistais, priartina prie tikslo ligą suvaldyti ar net išnaikinti.
Šis tyrimas išryškina perspektyvų taikinį – bakterijos baltymų skaidymo ir perdirbimo sistemą – ir tris junginius, galinčius ją atakuoti. Tai gali padėti aplenkti atsparių padermių plitimą.
„Mūsų tyrimas parodo potencialą tiesiogiai taikyti į šią baltymų degradacijos sistemą“, – teigia „Sidnėjaus universiteto“ cheminis biologas Richardas Payne’as.
„Suprasdami, kaip skirtingi junginiai su ja sąveikauja ir sutrikdo įprastą veikimą, galime strategiškiau kurti naujos kartos vaistus nuo tuberkuliozės“, – sako jis.
Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale Nature Communications.
