Уязвимость «клеток-зомби» туберкулёза найдена с помощью генетически модифицированных бактерий

Новые препараты, нацеленные на «зомби»-клетки туберкулёза (ТБ), стали на шаг ближе благодаря исследованию Университета Суррея, опубликованному в Scientific Reports.

Многие опасные патогены, включая бактерии, вызывающие ТБ, способны образовывать спящие, устойчивые к лекарствам клетки, часто называемые «зомби». Эти персистирующие клетки могут переживать интенсивную антибиотикотерапию, по сути, притворяясь мёртвыми.

Когда препараты выводятся, они «просыпаются» и могут вызвать рецидивирующие, часто смертельные инфекции. Уничтожение этих клеток в настоящее время требует месяцев многокомпонентной терапии, и даже тогда лечение часто терпит неудачу, что ведёт к рецидивам и росту антимикробной резистентности (AMR).

В исследовании команда из Суррея подвергла обширную библиотеку из более чем 500 000 генетически модифицированных бактерий ТБ воздействию двух распространённых антибиотиков — рифампицина и стрептомицина. Воздействие было достаточно длительным, чтобы среди выживших остались в основном персистеры. Анализируя выживших, учёные определили гены, нарушение работы которых значительно сокращало количество уцелевших «зомби»-клеток.

Эти ключевые гены выполняли различные функции: одни ослабляли защитную клеточную стенку бактерии, другие активировали форму бактериального самоуничтожения, третьи нарушали метаболический баланс клетки. Каждый из этих путей предлагает потенциальную стратегию для разработки новых препаратов, способных быстрее и эффективнее уничтожать персистирующие клетки.

Следующий этап исследований будет сосредоточен на разработке новых терапевтических средств, имитирующих функции этих генов, прокладывая путь к более короткому и успешному лечению ТБ и новому мощному оружию в глобальной борьбе с AMR.

Доктор Сьюзи Хингли-Уилсон, соавтор исследования: «Туберкулёз — это действительно забытая пандемия. В прошлом году он убил 1,3 миллиона человек, в основном полностью чувствительными к лекарствам штаммами. Проблема не всегда в резистентности — проблема в персистерах. Это крошечная группа фенотипически устойчивых к лекарствам бактерий, которые выживают после лечения антибиотиками и могут привести к неудаче терапии.

Мы обнаружили, что выживание персистеров зависит от используемого антибиотика. Механизмы не являются общими, как считалось ранее; они специфичны для препарата. Это меняет наше представление о том, как нацеливаться на персистеры, и может повлиять на разработку будущих схем лечения ТБ».

Мутации в некоторых из выявленных генов были обнаружены в штаммах ТБ от пациентов, не отвечающих на лечение. Это совпадение предполагает, что механизмы, наблюдаемые в лаборатории, отражают то, что происходит при реальных инфекциях, и могут помочь объяснить, почему у некоторых пациентов случаются рецидивы, даже когда бактерии не резистентны к антибиотикам.

Профессор Джонджо Макфадден, руководитель исследования: «Механизмы, участвующие в персистенции, — вероятно, самая большая загадка в микробиологии. Их решение могло бы революционизировать лечение некоторых из самых сложных заболеваний, таких как туберкулёз (ТБ).

Это новаторское исследование может привести к созданию новых препаратов, нацеленных на персистеры, сокращая схемы лечения и уменьшая как стоимость терапии, так и бремя антимикробной резистентности (AMR)».