Cercetătorii descoperă o nouă țintă medicamentoasă pentru combaterea tuberculozei aeropurtate
Bacteriile tuberculozei eliberate în aer de către indivizi infectați se usucă, formând particule infecțioase, care sunt doar puțin mai contagioase decât cele ale rujeolei.
Investigatorii de la Weill Cornell Medicine au descoperit mecanisme specifice care permit bacteriilor nu doar să supraviețuiască procesului de uscare, ci și să genereze mutații asociate cu rezistența la antibiotice. Aceasta sugerează că transmiterea implică mai mult decât mișcarea pasivă a bacteriilor între oameni și poate fi un interval în care patogenul evoluează.
Tuberculoza, o infecție pulmonară cauzată de Mycobacterium tuberculosis (MTb), afectează aproape 11 milioane de persoane și provoacă aproximativ 1,2 milioane de decese la nivel global în fiecare an.
Studiul, publicat pe 26 august în Nature Microbiology, a demonstrat că desicarea stimulează specific o reacție de reparare a ADN-ului care nu doar că promovează supraviețuirea MTb, ci și crește apariția mutațiilor care fac bacteriile rezistente la antibiotic rifampicină. Cercetătorii au identificat o nouă țintă medicamentoasă promițătoare: prin reducerea activității unui gen de reparare a ADN-ului numit Mfd, ei ar putea compromite supraviețuirea bacteriilor tuberculoase rezistente la medicamente.
Tuberculoza a evoluat pentru a se răspândi eficient de la o persoană la alta. Descoperirile noastre aduc lumină asupra acestei etape mai puțin studiate din ciclul de viață al tuberculozei și pun bazele unor noi strategii pentru a întrerupe transmiterea și a combate rezistența la medicamente.
Transmiterea tuberculozei are loc atunci când o persoană infectată tușește, vorbește sau respiră, eliberând picături microscopice ce conțin bacterii în aer. Pe măsură ce aceste picături se evaporă, ele se micșorează în particule minuscule cunoscute sub numele de nucleii de picături, care pot rămâne suspendați în aer suficient de mult timp pentru a fi inhalate de o altă persoană.
Prin imitarea condițiilor care duc la uscare și rehidratare a MTb în laborator, echipa a demonstrat că desicarea provoacă stres oxidativ în bacterii, conducând la daune ADN. Bacteriile au răspuns prin activarea unui program de reparare a ADN-ului care le-a ajutat să supraviețuiască și să se recupereze odată ce umiditatea devine disponibilă din nou. Rezultatele sugerează că tuberculoza a evoluat mecanisme specifice pentru a rezista stresului transmisibil pe cale aeriană.
„Mutațiile sunt un component critic al evoluției bacteriene,” a afirmat autorul principal al studiului. „Daunele ADN-ului suportate în timpul transmiterii ar putea contribui la diversitatea genetică care permite tuberculozei să se adapteze și, în unele cazuri, să dobândească rezistență la medicamente.”
Rifampicina este un element de bază în tratamentul tuberculozei și ajută la scurtarea terapiei la aproximativ patru până la șase luni. Cu toate acestea, rezistența la rifampicină este o problemă în creștere la nivel mondial, în principal determinată de mutații genetice în bacterii care fac ca medicamentul să devină ineficient. Formele rezistente la medicamente ale bolii necesită adesea regimuri de tratament mult mai lungi.
„În absența rifampicinei, pacienții vor trebui să ia medicamente costisitoare și toxice pentru o perioadă mai lungă,” a declarat autorul senior al studiului.
Echipa a identificat o abordare potențială pentru a preveni apariția rezistenței la rifampicină. Suprimarea genei Mfd în timpul experimentelor de aerosolizare din laborator a redus supraviețuirea bacteriilor tuberculoase rezistente la rifampicină. Autorul senior a menționat că și alți cercetători au identificat Mfd ca un posibil contributor la rezistența la antibiotice și explorează modalități de a-l viza terapeutic.
Cercetătorii au analizat, de asemenea, peste 50.000 de genomuri de tuberculoză izolate de la pacienți din întreaga lume. Au descoperit că tulpinile care conțineau mutații în Mfd erau semnificativ mai puțin susceptibile să prezinte cea mai comună mutație de rezistență la rifampicină, susținând dovezile de laborator că Mfd ajută anumite tulpini rezistente la tuberculoză să supraviețuiească transmiterii.
„Cu cât învățăm mai multe despre capacitatea tuberculozei de a se răspândi, cu atât mai multe oportunități vom avea să concepem strategii eficiente care vor avea un impact la scară globală,” a spus autorul principal. „În viitor, terapiile care vizează etapa de transmitere a ciclului de viață al tuberculozei ar putea completa tratamentele existente și ajuta la încetinirea apariției și răspândirii bolii rezistente la medicamente.”
Proiectul a fost finanțat printr-un grant de 16,3 milioane de dolari de la Institutele Naționale de Alergie și Boli Infecțioase.
