Chcąc poprawić skuteczność leczenia gruźlicy, musimy lepiej rozumieć, jak antybiotyki docierają do wywołującego chorobę patogenu i eliminują go. Zespół finansowanego przez UE projektu zebrał nowe informacje dotyczące chemioterapii zakażeń wewnątrzkomórkowych.
Gruźlica jest drugą główną przyczyną śmierci spowodowanej chorobą zakaźną, zaraz po COVID-19. Leczenie tej złożonej choroby opiera się na podawaniu kombinacji czterech antybiotyków przez co najmniej 6 miesięcy.
Terapia ta ma wysoki wskaźnik skuteczności, ale charakteryzuje ją także wiele ograniczeń, takich jak długi proces rekonwalescencji i liczne skutki uboczne. Większość leków stosowanych do zwalczania tej choroby wykorzystywanych jest od ostatnich 50 lat, dlatego wiele krążących szczepów wykształciło na nie oporność.
„Potrzebujemy szybszych, mniej toksycznych i bardziej skutecznych terapii farmakologicznych”, mówi Pierre Santucci, stypendysta działania „Maria Skłodowska-Curie” i badacz ze stopniem doktora.
„Aby osiągnąć ten cel, należy lepiej zrozumieć zasady działania leków przeciwko gruźlicy oraz zebrać informacje o związkach chemicznych, które mogą pomóc w utworzeniu nowych strategii terapeutycznych”.
Tym właśnie zajmował się zespół projektu SpaTime-AnTB realizowanego dzięki wsparciu programu Maria Skłodowska-Curie. Celem naukowców było zrozumienie, jak antybiotyki docierają do prątka gruźlicy, unoszącego się w powietrzu patogenu wywołującego chorobę, oraz jaką rolę w tym procesie odgrywają konkretne środowiska wewnątrzkomórkowe.
Działanie antybiotyków
Santucci, wraz ze swoimi współpracownikami z Francis Crick Institute, zbadał konkretne cechy takie jak pH wewnątrz zakażonych komórek wrodzonego układu odpornościowego. Badacze starali się określić wpływ tej cechy na przenikanie antybiotyku, jego akumulację i skuteczność.
„Nasze badania koncentrowały się na antybiotyku pierwszego rzutu, Pirazynamidzie, i jego sposobie działania, a do ich przeprowadzenia wykorzystaliśmy metody technologiczne i chemiczno-genetyczne”, wyjaśnia Maximiliano Gutierrez, biolog komórkowy z Francis Crick Institute i kierownik projektu SpaTime-AnTB.
Zespół ustalił, że Pirazynamid wykazuje optymalną skuteczność przeciwko prątkowi gruźlicy w kwasowych środowiskach subkomórkowych. „Było to bardzo ekscytujące i ważne odkrycie, ponieważ Pirazynamid jest jedną z naszych najcenniejszych broni przeciwko gruźlicy”, zauważa Gutierrez.
Zabawa w chowanego
Badania realizowane w ramach projektu wykazały także, że cechy wnętrza komórek bakterii mają znaczący wpływ na akumulację i skuteczność antybiotyków.
„Pewne bakterie chowają się przed cząsteczkami antybiotyków w komórkach gospodarzy. Niektóre nisze sprawdzają się dużo lepiej jako kryjówki niż inne. Ten wniosek zmienia podstawy chemioterapii zakażeń wewnątrzkomórkowych”, mówi Gutierrez.
Dokonanie tego odkrycia było możliwe dzięki nowym technikom obrazowania łączącym mikroskopię fluorescencyjną przy wysokim stężeniu (ang. high-content fluorescence microscopy) i niedawno opracowane podejście oparte na korelacyjnej mikroskopii świetlno-elektronowo-jonowej (ang. correlative light, electron, and ion microscopy, CLEIM).
Przy ich pomocy naukowcy mogli określić dystrybucję i akumulację leku w rozdzielczości submikrometrowej. Zespół opracował także platformę podwójnego obrazowania do wizualizacji i śledzenia zakażonych komórek w laboratorium 3 poziomu bezpieczeństwa biologicznego.
Zjednoczenie sił w walce z gruźlicą
Santucci jest przekonany, że opracowane w ramach projektu podejścia i koncepcje mogą znaleźć zastosowanie w przypadku różnych leków przeciwko gruźlicy. „Ustalenia te mogą doprowadzić do powstania nowych teorii naukowych, które można poddać badaniom, co pozwoli na opracowanie nowych strategii leczenia i ostatecznie przyniesie korzyści pacjentom”.
Santucci i jego współpracownicy zamierzają dalej badać działanie Pirazynamidu, a w przyszłości także innych leków pierwszego rzutu przeciwko gruźlicy. Ustalenia projektu mogą także znaleźć zastosowanie w leczeniu innych patogenów wewnątrzkomórkowych. Zespół chce także zbadać jak inne bakteryjne patogeny płucne reagują na leczenie antybiotykami w różnych niszach subkomórkowych.
Naukowcy zachęcają decydentów, uczonych i firmy farmaceutyczne do włączenia się do prac nad nowymi narzędziami do diagnozy, profilaktyki i leczenia gruźlicy.
„Podczas pandemii COVID-19 jasne stało się, że znaczące finansowanie i wsparcie badań i rozwoju może doprowadzić do odkryć naukowych, które zmieniają życie pacjentów”, podkreśla Santucci. „Do tej pory badania nad gruźlicą były znacząco niedofinansowane. Zwiększenie zaangażowania pozwoli wyeliminować tę chorobę w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat”.
Komentarze
[ z 0]