Найдены причины высокой устойчивости туберкулезной палочки к лекарствам и иммунному ответу человека — Naked Science
8 апреля
Сколтех
4

Найдены причины высокой устойчивости туберкулезной палочки к лекарствам и иммунному ответу человека

4.5

Консорциум ученых из России, Беларуси, Японии, Германии и Франции под руководством старшего преподавателя Сколтеха Натальи Струшкевич провел исследование, в ходе которого было установлено, что туберкулезная палочка (бактерия Mycobacterium tuberculosis) способна выживать в условиях дефицита железа благодаря рубредоксину B − белку из семейства рубредоксинов, играющих важную роль в адаптации бактерий к меняющимся внешним условиям. Работа проводилась в рамках исследований, посвященных изучению роли ферментов M. tuberculosis в развитии устойчивости бактерии к лекарственным препаратам и иммунному ответу человека.

Палочка Коха под микроскопом / ©Getty images

По результатам исследования опубликована статья в журнале Bioorganic Chemistry. По уровню смертности туберкулез превосходит все остальные инфекционные заболевания, о чем свидетельствуют данные ВОЗ, согласно которым ежегодно в мире туберкулезом заболевают 10 миллионов человек, а умирает около 1,5 миллиона. Возбудитель туберкулеза — бактерия Mycobacterium tuberculosis, способная выживать в макрофагах − клетках иммунной системы, пожирающих чужеродные для человека бактерии.

Отмечающийся в последние десятилетия рост устойчивости M. tuberculosis к применяемым лекарственным препаратам стал серьезной проблемой для ученых и медиков. Для ее решения необходим поиск принципиально новых молекул-мишеней лекарственных соединений, а также понимание молекулярных механизмов, приводящих к возникновению лекарственной устойчивости.

Старший преподаватель Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) Наталья Струшкевич и ее коллеги исследовали кристаллическую структуру и функции рубредоксина B (RubB) − металлопротеина, который позволяет обеспечить нормальное функционирование белков семейства цитохром P450 (CYP) в условиях дефицита железа при образовании гранулем (безуспешная попытка иммунной системы человека побороть туберкулез). Ученые предположили, что бактерия M. tuberculosis способна «переключаться» на железосодержащий белок RubB в стрессовых условиях, и таким образом выживать и сохранять свои патогенные свойства.

«На протяжении длительного периода параллельной эволюции с млекопитающими бактерия M. tuberculosis «придумала» множество способов, как блокировать или обойти врожденный иммунный ответ хозяина – от распознавания механизмов антибактериальной и фагосомной защиты внутри инфицированных макрофагов до адаптивных иммунных ответов антигенпрезентирующих клеток.

«Процессы поглощения, хранения и утилизации железа не только являются неотъемлемыми условиями поддержания патогенности бактерии M. tuberculosis, но и могут способствовать возникновению новых штаммов со множественной и широкой лекарственной устойчивостью. В качестве источника железа M. tuberculosis предпочитает гем, который также является кофактором для различных метаболических ферментов.

Полученные нами экспериментальные данные указывают на наличие связи между рубредоксином B и гемсодержащими монооксигеназами, имеющими важное значение для метаболизма иммунных оксистеринов хозяина и противотуберкулезных препаратов. Мы предположили, что бактерия M. tuberculosis имеет собственную систему трансформации ксенобиотиков, аналогичную системе метаболизма лекарственных соединений у человека», − рассказывает Наталья Струшкевич.

По ее словам, в настоящее время при создании лекарственных средств крайне востребованы новые мишени. К их числу относятся и ферменты семейства цитохром P450, которые можно использовать для разработки противотуберкулезных препаратов. Найти простое решение этой задачи при помощи классических методов вряд ли возможно. Наличие нового редокс-партнера, такого как RubB, позволит лучше понять, как эти ферменты функционируют в различных микросредах хозяина, и затем использовать полученную информацию для поиска новых способов их избирательного блокирования у M. tuberculosis.

В предыдущих исследованиях консорциума было показано, что один из белков семейства цитохром Р450, функционирование которого поддерживает RubB, способен нейтрализовать действие препарата SQ109, который проходит клинические испытания как лекарственное средство для лечения туберкулеза со множественной лекарственной устойчивостью. Еще одно исследование было посвящено изучению механизма, с помощью которого бактерия M. tuberculosis перехватывает сигнальные молекулы иммунной системы человека, что создает серьезные препятствия для создания новых лекарственных препаратов.

Исследование проводилось с участием специалистов Токийского университета, Института биоорганической химии НАН Беларуси, Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, Научно-исследовательского института биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича, Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова, Института обработки биологической информации (IBI-7: структурная биохимия), Юлихского центра структурной биологии, Юлихского научно-исследовательского центра и Европейского центра синхротронного излучения (ESRF).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
7 часов назад
Илья Ведмеденко

Осведомленный источник ТАСС сообщил, что опытный образец перспективного стратегического бомбардировщика нового поколения соберут к 2023 году. Ранее стало известно, что в России изготовили первый образец двигателя для нового самолета.

10 часов назад
Александр Березин

Среди полностью привитых препаратом от центра «Вектор» процент заболевших Covid-19 слабо отличим от процента заболевших среди тех, кто не прошел вакцинацию. В то же время среди привитых другими вакцинами этот показатель в несколько раз ниже, чем среди непривитых.

Сегодня, 09:40
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

-
0
+
Все это хорошо и прекрасно, но главная проблема небобедимости туберкулеза - не в лекарственной устойчивости, а в социальном характере болезни. Никакае самые замечательные таблетки и уколы не спасут, если вместо них принимать водку и наркотики.
    -
    0
    +
    Я как-то давно в автобусе ехал, напротив сидел мужчина деревенской наружности и сплевывал мокроту в баночку. Не очень приятно было ехать, и деваться было некуда.
    09.04.2021
    -
    0
    +
    Да любая инфекционная болезнь имеет "социальный характер". У нас полстраны от ковида постом и молитвой лечится, а вы про какой-то туберкулез))
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      "Любая" да не любая. Ковидом болеют все - от президентов до дворников, а туберкулезом все больше алкаши да наркоманы, да еще сидельцы. Вы или я тоже можем заболеть, но шансов заболеть у нас на порядок (а то и несколько) меньше, чем у алкашей, нарков и зеков. Ну и от Ковида люди все таки в массе своей стараются лечится, по крайней мере когда он выражен клинически. А туберкулез себя никак не проявляет, пока поллегкого не сгниет. Оттого народ и считает, что можно не лечится - ведь ничего не болит, кашля, одышки, температуры нет. А что на снимке дырка в легких - так врут все врачи хреновы, цену себе набивают.
Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: