Устойчивый к антибиотикам туберкулез является распространенной и серьезной проблемой во всем мире. В новой статье ученые из Упсальского университета (Uppsala University) описывают, как бактериям туберкулеза, которые несут мутацию, удается выжить. Исследование опубликовано в научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Актуальность исследования
ТуберкулезТуберкулез (ТБ) убивает по меньшей мере 1,5 миллиона человек ежегодно. Стандартное лечение требует четырех разных антибиотика, принимаемых в течение нескольких месяцев. Если один из препаратов не работает, существует большой риск неудачи лечения. К сожалению, антибиотикорезистентный туберкулез в настоящее время распространен во всем мире. Для успешного лечения важно быстро определить, к каким антибиотикам чувствительны бактерии ТБ. Этот процесс занимал несколько недель, поскольку бактерии туберкулеза растут очень медленно. С революцией в секвенировании ДНК в настоящее время возможно упорядочить бактериальную ДНК и предсказать, к каким антибиотикам она будет восприимчива, и все это за считанные дни.
Материалы и методы исследования
Ученые из Уппсальского университета обнаружили, что многие туберкулезные бактерии содержат «мутацию сдвига кадров» в гене для производства необходимого белка (RpoB), который является мишенью для очень важного антибиотика против туберкулеза, рифампицина. Этот тип мутации должен был убить бактерии, но, очевидно, в результате неполноценного лечения этот тип мутации исчез. Заинтригованные этим открытием, ученые намеревались выделить аналогичного мутанта в E.coli, бактериальном виде, который менее опасен и с которым легче работать экспериментально. Их цель состояла в том, чтобы обнаружить, как «мутация сдвига кадров» была совместима с жизнью.
Результаты научного исследования
Три ученых, Дуглас Хусеби (Douglas Huseby), Геррит Брандис (Gerrit Brandis) и Лиза Праски Алзригат (Lisa Praski Alzrigat), выделили «мутацию сдвига кадров» в RpoB и выяснили, как бактерии могут остаться в живых. Ученые обнаружили, что мутация создала особую последовательность редких «скользких» кодонов в гене RpoB. Когда рибосома (машина, которая производит белок, читая генетический код) достигла этой последовательности, она поскользнулась на последовательности и допустила ошибки с очень высокой частотой. Такое проскальзывание при чтении генетического кода подавило эффект «смертельной мутации сдвига кадров» и позволило бактериям выжить. Однако это еще не все. Из-за «подавления» белок RpoB был мутирован, и эта мутация привела к тому, что бактерии стали устойчивыми к антибиотику рифампицину.
Выводы
Очевидно, что летальные мутации не всегда смертельны, поскольку бактерии могут «подавлять» мутацию и оставаться в живых, а также в этом случае вызывать устойчивость к важному антибиотику против туберкулеза. Эти типы «летальных» мутаций, которые не должны быть возможными, на самом деле удивительно распространены в клинических бактериальных изолятах не только туберкулеза, но и других инфекций, что позволяет предположить, что многие из них также могут быть подавлены. Идея заключается в том, что мы должны стать намного лучше в интерпретации значения последовательностей ДНК, чтобы мы могли гарантировать, что пациентам будет поставлен правильный диагноз и соответствующее лечение антибиотиками.
Авторы другого исследования утверждают, что вакцина против туберкулеза снижает риск развития болезни Альцгеймера.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
