Учените от EPFL намират първите научни доказателства за бактериално състояние на „немъртви“

Много пациенти са излекувани от рецидив на туберкулоза. Досега се смяташе, че тъй като бактериите, причиняващи това заболяване, влизат в „зомби“ състояние след атаката на антибиотици или имунната система, чакайки условията на тяхната среда отново да бъдат благоприятни. Сега изследователите на EPFL са получили първите доказателства, че случаят е такъв, което отваря възможността за разработване на нови, по-ефективни лечения.

Туберкулозата засяга повече от 12 милиона души по света и обикновено се лекува с комбинация от четири лекарства в продължение на няколко месеца. Въпреки това, дори след завършване на лечението, много пациенти рецидивират.

причиняват

Учените твърдят, че туберкулозната бактерия, Mycobacterium tuberculosis, би имала такава устойчивост, тъй като е в състояние да се приюти в странно "зомби" състояние в тялото на пациента, за да се върне към живот, когато условията го позволяват.

Сега учени от Федералната политехническа школа в Лозана (EPFL) в Швейцария са направили първото експериментално наблюдение на Mycobaterium tuberculosis в това зомби състояние, което изглежда се усилва от стресови състояния, като атаки от имунната система на гостоприемника. Работата сочи към напълно нови пътища за лечение на това заболяване, съобщава EPFL в изявление.

Търси доказателства

Живите бактерии се делят и размножават. Ако не го направят, те се считат за „мъртви“. Някои бактерии обаче могат да влязат в странно междинно състояние, в което остават биологично активни - продължават да произвеждат енергия и протеини - но не се делят.

В това състояние „те са един вид немъртви, те са като зомбита“, обяснява Джон Макини, един от авторите на изследването. „Бактериите в това състояние са все още активни, но без да растат или да се делят. Тогава те се считат за„ без растеж, но метаболитно активни “или„ NGMA ““.

Досега това състояние се смяташе за основа за рецидиви на туберкулоза: когато популацията от M. tuberculosis заразява пациент и след това се сблъсква с агресивни антибиотици, част от него попада в това зомби състояние, като защитен механизъм.

Но към днешна дата имаше малко доказателства в подкрепа на тази теория. Тази липса се дължи отчасти на факта, че експерименталните техники за изследване на бактериални популации като цяло зависят от растящите бактерии.

Етикетиране на гените на „немъртвите“

Изследователите на EPFL измислиха начин да тестват за зомби бактерии. Тъй като те все още са метаболитно активни, те продължават да произвеждат нови протеини. Използвайки техника на флуоресцентно маркиране на ген, който се активира, когато M. tuberculosis произвежда нови протеини, учените успяха да проследят тази активност с помощта на микроскоп.

Генетично маркираните бактерии са разработени при различни стресови условия, като ограничаване на хранителните вещества, антибиотици или състояния, които подражават на атака от имунната система на пациента.

Освен това бактериите бяха взети от белите дробове на мишки, заразени с туберкулоза на различни етапи на инфекция. Също маркирани с генетични тагове, тези бактерии бяха анализирани, за да се види как различните състояния им влияят с течение на времето.

По този начин беше открито, че M. tuberculosis реагира на стресови състояния - като имунни атаки или липса на хранителни вещества - чрез разнообразяване на популацията си, което води част от него до зомби състояние. Това състояние може да бъде защитен отговор на имунитета на пациента, казват учените.

Освен това изследователите установяват, че белите дробове на туберкулозните мишки съдържат неочаквано голяма субпопулация от зомби клетки. Изненадващо, тези клетки не бяха открити при мишки, генетично модифицирани, за да им липсва имунна система, което предполага, че имунната система и зомби състоянието на тази бактерия са свързани по някакъв начин.

Учените смятат, че това явление може да допринесе за антибиотична резистентност при М. tuberculosis и че имунитетът и лекарственото налягане могат да допринесат за персистирането и рецидивите на туберкулозата.

Следователно, резултатите могат да се използват за разработване на нови лекарствени стратегии срещу това заболяване, особено насочени към предотвратяване на популациите на M. tuberculosis от генериране на субпопулации от зомби бактерии. В момента групата се интересува от оптимизиране на техниките си за генетично проследяване, за да получи по-ясна картина на физиологията, в основата на зомби състоянието на тези бактерии.

Все по-вирулентна и диспергираща се бактерия

Тези констатации са особено важни, ако се вземе предвид фактът, че туберкулозната бактерия ускорява времето си на действие, за да стане все по-вирулентна и диспергираща, според неотдавнашно международно разследване, водено от испански учен от Центъра за научни изследвания в обществото Здраве на Валенсия.

В него изследователите секвенираха генома на 259 щама на бактерията от петте континента, което им позволи да знаят тяхната еволюция през историята. Смята се, че туберкулозата измъчва човечеството в продължение на 70 000 години, откакто произхожда от Африка. През това време то се е развило съвместно и се е адаптирало по-добре към мъжа.

През 2013 г. екип от учени от университета в Сантяго де Компостела измисли оригинална формула за унищожаване на някои бактерии, включително туберкулоза: „гладува“ ензим, който е от съществено значение за тяхното размножаване. Не знаем дали M. tuberculosis също би се превърнал в зомбита, за да се предпазят от този нов метод.

Библиографска справка: