• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.04.2021
Сколтех
4
3 080

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
10 часов назад
Даниил Кузнецов

К осени 2022 года редакция Naked Science осмотрелась вокруг и решила, что настала пора запустить цикл статей об искусственном интеллекте. Мы начинаем с большой статьи, подзаголовком которой могла бы стать фраза «краткое введение в историю ИИ — от средневековых монахов до глубокого обучения».

Вчера, 20:31
Никита Логинов

Микробиологи решили одну из давних проблем пивоварения — сделали вкус пива устойчивым к высокому давлению при варке. Для этого пришлось углубиться в ДНК пивных дрожжей и отредактировать код, связанный с насыщенностью вкуса.

8 часов назад
Сергей Васильев

Считается, что Луна появилась из вещества, которое было выброшено в космос в результате столкновения Земли с крупным небесным телом. Новая детальная симуляция той древней катастрофы продемонстрировала, что этот процесс мог занять не больше нескольких часов.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

3 октября
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

2 октября
Редакция

Итальянский ботаник Стефано Манкузо — о преимуществах естественных отношений и о том, что бывает, когда люди нарушают хрупкое равновесие между биологическими видами. Naked Science печатает отрывок из книги Манкузо La nazione delle piante («Нация растений»).

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

[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?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: