Rusijos, Baltarusijos, Japonijos, Vokietijos ir Prancūzijos mokslininkų konsorciumas, vadovaujamas Skoltech vyresniosios dėstytojos Natalijos Struškevičiaus, atliko tyrimą, kurio metu nustatyta, kad tuberkuliozės bacilos (bakterija Mycobacterium tuberculosis) gali išgyventi esant geležies trūkumui dėl rubredoksino B, baltymai iš rubredoksinų šeimos, kurie vaidina svarbų vaidmenį prisitaikant bakterijoms prie besikeičiančių išorinių sąlygų. Darbas buvo atliktas atliekant tyrimus apie M. tuberculosis fermentų vaidmenį kuriant bakterijų atsparumą vaistams ir žmogaus imuninį atsaką.
Remiantis tyrimo rezultatais, žurnale „Bioorganic Chemistry“buvo paskelbtas straipsnis. Pagal mirtingumą tuberkuliozė pranoksta visas kitas infekcines ligas, tai patvirtina PSO duomenys, pagal kuriuos kasmet pasaulyje tuberkulioze suserga 10 milijonų žmonių, o apie 1,5 milijono miršta. Tuberkuliozės sukėlėjas yra bakterija Mycobacterium tuberculosis, kuri gali išgyventi makrofaguose - imuninės sistemos ląstelėse, kurios ryja žmonėms svetimas bakterijas.
Didėjantis M. tuberculosis atsparumas vaistams, vartojamiems pastaraisiais dešimtmečiais, tapo rimta mokslininkų ir gydytojų problema. Norint ją išspręsti, būtina ieškoti iš esmės naujų tikslinių vaistinių junginių molekulių, taip pat suprasti molekulinius mechanizmus, lemiančius atsparumo vaistams atsiradimą.
Natalija Struškevič ir jos kolegos, Skoltech mokslinių ir inžinerinių kompiuterinių technologijų didelių duomenų problemų centro (CDISE) vyresnysis dėstytojas, ir jos kolegos ištyrė rubredoksino B (RubB), metaloproteino, leidžiančio citochromo baltymams, kristalinę struktūrą ir funkcijas. P450 (CYP) šeima normaliai funkcionuoja esant geležies trūkumui granulomų susidarymo metu (nesėkmingas žmogaus imuninės sistemos bandymas įveikti tuberkuliozę). Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad bakterija M. tuberculosis streso sąlygomis sugeba „pereiti“prie geležies turinčio RubB baltymo ir taip išgyventi bei išlaikyti savo patogenines savybes.
„Per ilgą lygiagrečios evoliucijos su žinduoliais laikotarpį bakterija M. tuberculosis„ išrado “daugybę būdų, kaip užblokuoti arba apeiti įgimtą šeimininko imuninį atsaką - nuo antibakterinės ir fagosominės gynybos mechanizmų užkrėstų makrofagų atpažinimo iki adaptacinio imuninio atsako. antigeną pateikiančių ląstelių.
„Geležies absorbcijos, saugojimo ir panaudojimo procesai yra ne tik būtini siekiant išlaikyti bakterijos M. tuberculosis patogeniškumą, bet ir gali prisidėti prie naujų padermių, turinčių dauginį ir labai atsparų vaistams, atsiradimo. Kaip geležies šaltinis, M. tuberculosis renkasi hemą, kuris taip pat yra įvairių metabolinių fermentų kofaktorius.
Mūsų eksperimentiniai duomenys rodo, kad yra ryšys tarp rubredoksino B ir hemo turinčių monooksigenazių, kurios yra svarbios imuninių oksisterolių ir vaistų nuo tuberkuliozės metabolizmui. Mes manėme, kad M.tuberkuliozė turi savo ksenobiotinę transformacijos sistemą, panašią į vaistinių junginių metabolizmo sistemą žmonėms “, - sako Natalija Struškevič.
Anot jos, šiuo metu kuriant vaistus labai reikalingi nauji taikiniai. Tai apima citochromo P450 šeimos fermentus, kurie gali būti naudojami kuriant vaistus nuo tuberkuliozės. Vargu ar įmanoma rasti paprastą šios problemos sprendimą naudojant klasikinius metodus. Naujo redokso partnerio, pvz., RubB, buvimas leis geriau suprasti, kaip šie fermentai veikia įvairiose šeimininko mikroaplinkose, o tada panaudoti gautą informaciją ieškant naujų būdų selektyviai juos blokuoti sergant M. tuberculosis.
Ankstesni konsorciumo tyrimai parodė, kad vienas iš citochromo P450 šeimos baltymų, kurį palaiko RubB, sugeba neutralizuoti SQ109, kurio klinikiniai tyrimai atliekami kaip vaistas, skirtas daugeliui vaistų atsparios tuberkuliozės, poveikį. Kitame tyrime buvo nagrinėjamas mechanizmas, kuriuo bakterija M. tuberculosis perima žmogaus imuninės sistemos signalines molekules, o tai sukuria rimtų kliūčių naujų vaistų kūrimui.
Tyrime dalyvavo specialistai iš Tokijo universiteto, Baltarusijos Nacionalinės mokslų akademijos Bioorganinės chemijos instituto, Maskvos instituto senėjimo ir su amžiumi susijusių ligų molekulinių mechanizmų tyrimų centro. Fizika ir technologijos, VN Orekhovičiaus biomedicininės chemijos tyrimų institutas, Pirogovo Rusijos nacionalinis mokslinių tyrimų medicinos universitetas, Biologinės informacijos apdorojimo institutas (IBI-7: struktūrinė biochemija), Julicho struktūrinės biologijos centras, Julicho tyrimų centras ir Europos centras sinchrotrono spinduliuotei (ESRF).