Luftimi i qëndrueshmërisë në bakteret e tuberkulozit

Studiuesit në Institutin Indian të Shkencës (IISc), në bashkëpunim me NCBS dhe InStem, kanë zbuluar një mekanizëm të rëndësishëm që lejon bakterin e tuberkulozit (TB) të vazhdojë në organizmin e njeriut për dekada. Ata zbuluan se një gjen i vetëm i përfshirë në prodhimin e grupeve të hekurit-squfurit mund të jetë vendimtar për qëndrueshmërinë e bakterit TB. Studimi u botua në Science Advances .

Tuberkulozi (TB) shkaktohet nga bakteri Mycobacterium tuberculosis (Mtb), i cili mund të jetë i pranishëm në trupin e njeriut për dekada pa asnjë simptomë. “Mtb ka nevojë për njerëzit për të mbijetuar. Në shumë raste të infeksionit Mtb, sistemi imunitar mund të zbulojë insektin dhe ta pastrojë atë,” shpjegon Mayashree Das, autori i parë dhe Ph.D. student në Departamentin e Mikrobiologjisë dhe Biologjisë Qelizore (MCB), IISc.

Megjithatë, në disa individë asimptomatikë, Mtb fshihet brenda xhepave të thellë kufizues të oksigjenit të mushkërive dhe hyn në një gjendje të përgjumur në të cilën nuk ndahet dhe është metabolikisht joaktiv. Duke vepruar kështu, fshihet me sukses nga sistemi imunitar dhe ilaçet kundër tuberkulozit.

“Për shkak të qëndrueshmërisë, ekziston një rezervuar bakterial në një nëngrup të popullatës njerëzore në çdo pikë që mund të riaktivizohet dhe të shkaktojë infeksion. Nëse nuk e kuptojmë qëndrueshmërinë, ne nuk do të jemi në gjendje të zhdukim TB,” thotë Amit Singh, Profesor i Asociuar në MCB. dhe autori përkatës i studimit.

Ekipi i Singh rriti Mtb në kultura të lëngshme që përmbajnë suplemente speciale të nevojshme për rritjen e tij në një strukturë moderne Bio Safely Level-3 në Qendrën për Kërkimin e Sëmundjeve Infektive (CIDR), IISc. Disa proteina në Mtb varen nga grupet hekur-squfur për funksionimin. Këto grupime përbëhen nga atome hekuri dhe squfuri të organizuar në konfigurime të ndryshme si zinxhirë ose kuboide. Atomet e hekurit në grup mund të kalojnë në elektrone nga një vend i një kompleksi proteinash në tjetrin në reaksione qelizore si frymëmarrja dhe metabolizmi i karbonit.

“Proteinat që përmbajnë grup hekur-squfur janë të rëndësishme për proceset thelbësore të tilla si prodhimi i energjisë nga frymëmarrja, duke u mundësuar baktereve të mbijetojnë në kushtet e vështira të mushkërive dhe të shkaktojnë infeksione. Pra, ne donim të studionim mekanizmat që përdor Mtb për të ndërtuar këtë hekur. – grupime squfuri,” shpjegon Singh.

Grupet hekur-squfur prodhohen kryesisht nga operoni SUF në Mtb, një grup gjenesh që ndizen së bashku. Megjithatë, ekziston një gjen tjetër i vetëm i quajtur IscS që gjithashtu mund të prodhojë grupime. Pra, pse bakterit i duhen të dyja?

Për të zgjidhur këtë mister, studiuesit krijuan një version mutant të Mtb që i mungonte gjenit IscS. Ata zbuluan se në kushte normale dhe kufizuese të oksigjenit, grupimet hekur-squfur prodhohen kryesisht nga veprimi i gjenit IscS. Megjithatë, kur bakteri përballet me shumë stres oksidativ, atomet e hekurit të grupimeve oksidohen dhe çlirohen, duke dëmtuar grupimet. Prandaj, ka një kërkesë në rritje për prodhimin e më shumë grupimeve, të cilat ndezin operonin SUF.

Hulumtuesit më pas kërkuan të zbulonin se si gjeni IscS kontribuon në përparimin e sëmundjes . Ata infektuan modelet e minjve me versionin mutant të Mtb që i mungonte gjenit IscS. Mungesa e gjenit IscS çoi në sëmundje të rëndë te minjtë e infektuar dhe jo në një infeksion të vazhdueshëm, kronik që zakonisht shihet në pacientët me TB. Kjo ndodh sepse, në mungesë të gjenit IscS, operoni SUF aktivizohet shumë – megjithëse në një mënyrë të parregulluar – duke çuar në hipervirulencë. Shkarkimi i sistemit IscS dhe SUF uli në mënyrë dramatike qëndrueshmërinë e Mtb te minjtë. Prandaj, ekipi zbuloi se gjeni IscS mban nën kontroll aktivizimin e operonit SUF, duke shkaktuar këmbëngulje në TB.

Studiuesit vunë në dukje gjithashtu se bakteret që nuk kishin gjenin IscS kishin më shumë gjasa të vriteshin nga disa antibiotikë. “Ai bëhet i ndjeshëm ndaj disa antibiotikëve dhe rezistent ndaj disave. Ne gjithashtu do të donim ta eksploronim këtë më tej,” thotë Das. Ekipi sugjeron që kombinimi i antibiotikëve me ilaçet që synojnë IscS dhe SUF mund të jetë më efektiv. Singh shpreson se një kuptim më i mirë i sistemeve IscS dhe SUF në Mtb përfundimisht mund të hapë rrugën për çrrënjosjen e qëndrueshmërisë së TB.