• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy opracowali szybką metodę określania genów odpowiedzialnych za wirulencję prątków gruźlicy

    20.09.2010. 17:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Europejscy i azjatyccy naukowcy określili 10 genów wirulencji prątków wywołujących gruźlicę. Odkrycie stwarza szansę opracowania nowych terapii i przetestowania nowych potencjalnych szczepionek przeciwko jednej z najczęstszych chorób na świecie, odznaczającej się dużą śmiertelnością. Wyniki współfinansowanego ze środków UE badania zostały opublikowane w czasopiśmie PLoS (Public Library of Science) Pathogens.

    Pomimo złożoności problemu naukowcy pomyślnie zakończyli badanie w czasie dwóch tygodni dzięki opracowaniu nowej techniki badań przesiewowych. Według uczonych metodę tę można z powodzeniem zastosować także wobec innych patogenów wewnątrzkomórkowych.

    Pomimo wysiłków lekarzy gruźlica stanowi przyczynę ponad 2 milionów zgonów rocznie. Chorobę wywołują baterie z rodziny Mycobacterium (prątki), do których należą bakterie Mycobacterium tuberculosis (prątki gruźlicy), odpowiedzialne za gruźlicę u ludzi. Sposób rozmnażania się bakterii w komórkach gospodarza wpływa na ich patogeniczność (wirulencję).

    Od dawna wiadomo, że drobnoustroje te są w stanie uniknąć reakcji obronnej organizmu gospodarza. Powodują infekcję, pasożytując na makrofagach, które odgrywają kluczową rolę w reakcji immunologicznej organizmu poprzez niszczenie wszelkich drobnoustrojów.

    Następnie prątki przenikają do płuc, gdzie są pochłaniane przez makrofagi pęcherzyków płucnych i zagnieżdżają się w fagosomach, stanowiących komorę wewnątrzkomórkową. W fagosomach bakterie pochłaniane przez makrofagi są na ogół niszczone w procesie zakwaszania, jednak prątki gruźlicy blokują ten proces, co pozwala im się namnażać.

    Dzięki opracowanej przez naukowców nowej metodzie badań przesiewowych, w której wykorzystywany jest robot, próbki fenotypu komórek mogą być identyfikowane wzrokowo oraz automatycznie. W ten sposób badacze zyskują więcej czasu na identyfikację drobnoustrojów pasożytujących na komórkach.

    Zespołem kierowali: dr Olivier Neyrolles z Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (CNRS, Centre National de la Recherche Scientifique, Uniwersytet w Tuluzie) oraz dr Priscille Brodin z instytutów INSERM (Institut national de la santé et de la recherche médicale) i Institut Pasteur. Badacze zastosowali wspomnianą metodę na zjadliwym szczepie prątków gruźlicy i w krótkim czasie wyizolowali ponad 11 000 zmutowanych drobnoustrojów. Robot został tak zaprogramowany, aby sprawdzał aktywność funkcji zakwaszania. Dzięki temu naukowcy wyizolowali zmutowane bakterie, które nie blokowały zakwaszania fagosomu. Wykorzystując metody inżynierii genetycznej, badacze określili mutacje oraz scharakteryzowali 10 genów związanych z mechanizmem pasożytowania na makrofagach.

    Zespół zwrócił uwagę, że większość genów odpowiada za syntezę produktów wydzielanych przez bakterie: białek i lipidów. Opisano także możliwy sposób wykorzystania wyizolowanych zmutowanych bakterii przy opracowywaniu nowych szczepionek.

    W badaniu wzięli udział naukowcy z Francji, Hiszpanii, Korei Południowej oraz Wielkiej Brytanii.

    Dokonane odkrycia stanowią rezultat trzech projektów finansowanych ze środków UE: TB-MACS, TB-VIR oraz NEWTBVAC. Na projekt TB-MACS ("Identyfikacja i charakterystyka genów wirulencji bakterii Mycobacterium tuberculosis odpowiedzialnych za mechanizm pasożytowania na makrofagach") przeznaczono ponad 734 000 euro w ramach obszaru tematycznego "Nauki przyrodnicze, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego UE (6PR), mającego na celu poprawę zdrowia ludzi poprzez określenie substancji wytwarzanych przez bakterie oraz procesów kluczowych dla zakażenia.

    Projekt TB-VIR ("Genetyczna różnorodność i zróżnicowana wirulencja szczepu W-Beijing bakterii Mycobacterium tuberculosis oraz reakcje immunologiczne gospodarza") został wsparty kwotą prawie 3,9 mln euro, natomiast na projekt NEWTBVAC ("Odkrycie i przedkliniczne fazy opracowania nowej generacji szczepionek przeciwko gruźlicy") przeznaczono 12 mln euro. Oba projekty otrzymały wsparcie w ramach obszaru "Zdrowie" Siódmego Programu Ramowego UE (7PR).

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Gruźlica (łac. tuberculosis, TB – tubercule bacillus) – powszechna i potencjalnie śmiertelna choroba zakaźna, wywoływana przez prątka gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis). Gruźlica dotyczy najczęściej płuc (gruźlica płucna) lecz również może atakować ośrodkowy układ nerwowy, układ limfatyczny, naczynia krwionośne, układ kostno-stawowy, moczowo-płciowy oraz skórę. Inne mykobakterie takie jak Mycobacterium bovis, Mycobacterium africanum, Mycobacterium canetti czy Mycobacterium microti wywołują choroby zwane mykobakteriozami i z reguły nie infekują zdrowych osób dorosłych, natomiast są często spotykane u osób z upośledzeniem odporności, np. w przebiegu AIDS. Prątki inne niż gruźlicze (ang. Mycobacteria other than tuberculosis - MOTT), prątki niegruźlicze (ang. Nontuberculosis mycobacteria - NTM) lub prątki atypowe to grupa różnych gatunków prątków innych niż prątek gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis), czyli wywołujący gruźlicę oraz Mycobacterium leprae, który ze względu na silnie odrębny przebieg choroby (trąd) został sklasyfikowany osobno. Obecnie stwierdza się wzrost liczby zachorowań wywołanych przez MOTT, którego nie można tłumaczyć jedynie ulepszeniem technik identyfikacji. W USA stanowią one 10% zakażeń prątkami (w niektórych rejonach ten odsetek wynosi 50%). Znacznym problemem klinicznym w leczeniu osób zakażonych prątkami atypowymi jest to, że wykazują one naturalną oporność wobec leków przeciwgruźliczych. Mycobacterium tuberculosis complex - grupa prątków z rodziny Mycobacteriaceae chorobotwórczych dla człowieka i odpowiedzialnych za klasyczną postać gruźlicy.

    Prątek gruźlicy (łac. Mycobacterium tuberculosis) – kwasooporna (barwienie metodą Ziehla-Neelsena), słabo Gram-dodatnia bakteria, która jest czynnikiem etiologicznym groźnej choroby zakaźnej – gruźlicy. Należy do rodziny Mycobacteriaceae i wchodzi w skład grupy prątków gruźliczych.
    Po raz pierwszy bakteria ta została wyodrębniona przez niemieckiego uczonego Roberta Kocha, który publicznie poinformował o tym odkryciu w trakcie krótkiego wykładu wygłoszonego 24 marca 1882 roku w Physiologische Gesellschaft w Berlinie. Ryfabutyna (Rfb) – półsyntetyczny antybiotyk ansamycynowy o działaniu bakteriobójczym. Jest skuteczny wobec bakterii Gram-dodatnich oraz Gram-ujemnych, a także wobec wysoko odpornych prątków Mycobacterium tuberculosis.

    Mycobacterium leprae – kwasooporna, słabo Gram-dodatnia bakteria, która jest czynnikiem etiologicznym trądu – choroby zakaźnej występującej głównie w krajach tropikalnych. Podobnie jak w przypadku prątków gruźlicy, bakterie rozmnażają się powoli, okres inkubacji jest długi, nawet do 20 lat. Objawy kliniczne zależą głównie od odpowiedzi immunologicznej gospodarza. Została odkryta w 1873 roku przez norweskiego lekarza Gerharda Armauera Hansena. Gruźlica (łac. Tuberculosis) – choroba zakaźna zwierząt, w tym ludzi (→ gruźlica człowieka), wywoływana przez prątki gruźlicy. Występuje na całym świecie.

    Mycobacterium bovis – tlenowa, wolno rosnąca bakteria należąca do rodziny Mykobakterii, będąca przyczyną gruźlicy u bydła. Spokrewniona z ludzkim prątkiem gruźlicy; może w szczególnych przypadkach wywoływać zachorowania u ludzi, łamiąc barierę gatunkową. Cykloseryna (łac. Cycloserinum) – antybiotyk stosowany leczeniu gruźlicy. Hamuje wbudowywanie D-alaniny w strukturę ściany i błony komórkowej w komórkach bakterii. Działa na bakterie Gram-ujemne i Gram-dodatnie oraz na prątki tbc. Działaniem niepożądanym jest działanie na OUN – może powodować psychozy, drgawki itp.

    Poziomy transfer genów, horyzontalny transfer genów (HTG), lateralny transfer genów (LTG) - zjawisko przechodzenie genów między organizmami różnych gatunków, najczęściej pozostającymi ze sobą w ścisłej relacji ekologicznej. Zjawisko jest odpowiedzialne za istnienie 10-20% genów w komórkach prokariotycznych i takie krytyczne dla ewolucji cechy jak oporność na antybiotyki, wirulencja, zdolność przeprowadzania fotosyntezy oraz asymilacji azotu atmosferycznego. W komórkach eukariotycznych proces zachodzi rzadziej, jednak prawdopodobnie był powszechny w początkowym etapie ewolucji eukariontów. Geny, będące wynikiem HGT, w tej domenie stanowią poniżej 1%.

    Dodano: 20.09.2010. 17:26  


    Najnowsze