Odkrycie przetrwalników prątków rzuca więcej światła na gruźlicę
[Data: 2009-06-10]
Naukowcy ze Szwecji odkryli, że pewien typ prątków, odpowiedzialny za wywoływanie gruźlicy, trądu i wrzodu Buruli, zawdzięcza po części swój sukces zdolności do tworzenia przetrwalników, znajdując się w stanie utajonym. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, mają olbrzymie znaczenie dla profilaktyki tych poważnych chorób.
Prątek gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis, Mtb) jest niezwykle częsty u ludzi, występując – jak się szacuje – u jednej trzeciej populacji ludzkiej na całym świecie. Każdego roku diagnozowanych jest około 10 milionów nowych przypadków gruźlicy, która jest powodem od 2 do 3 milionów zgonów. Niemniej w większości przypadków nie ma żadnych objawów choroby, ponieważ Mtb przechodzi bardzo długie okresy utajenia.
„To oznacza, że choroba może wystąpić znacznie później, nawet dziesiątki lat po pierwotnym zakażeniu” – wyjaśnił Leif Kirsebom, kierownik naukowy ze szwedzkiego Uniwersytetu w Uppsali. Sposób, w jaki prątki oportunistycznie przechodzą z formy utajonej do aktywnej, był przedmiotem intensywnych badań, a uzyskanie jasnego obrazu ogromnie pomogłoby naukowcom w opracowaniu profilaktyki zakażeń prątkami.
Jedną z metod wykorzystywanych przez bakterie, aby skutecznie wprowadzić się w stan „hibernacji” jest wytwarzanie przetrwalników, które są silne, stabilne i mogą latami pozostawać nieaktywne. Pracując nad czymś zupełnie innym, zespół naukowców z Uppsali poczynił pewne intrygujące obserwacje na temat jednego z typów prątków, co doprowadziło do zmiany kierunku badań. Zespół postanowił zbadać cykl życiowy prątka morskiego (Mycobacterium marinum, Mm), który powoduje choroby gruźlicopodobne u ryb i żab.
„Śledziliśmy zmiany w wielkości komórek i rozmieszczeniu DNA w hodowli Mm na płytce Petriego przez pełny cykl życiowy – od posiewu na świeżej pożywce, poprzez gwałtowny wzrost, po fazę stałą – za pomocą cytometrii przepływowej i mikroskopii” – wyjaśniają autorzy. Cytometria przepływowa jest wykorzystywana do liczenia i badania mikroskopijnych cząstek zawieszonych w płynie.
Naukowcy zaobserwowali, że w fazie stałej hodowle Mm zawierały dużą liczbę bardzo małych komórek obok dużych. Skanowanie mikroskopem elektronowym (SEM) potwierdziło obecność wielu jednakowych, małych i błyszczących cząstek.
Aby przekonać się, że te cząstki to rzeczywiście przetrwalniki, naukowcy zastosowali barwienie różnicujące (na które przetrwalniki reagują w charakterystyczny sposób) oraz przeprowadzili próbę tolerancji ciepła, by sprawdzić, jak cząstki zareagują na stres (przetrwalniki mają wysoką tolerancję na stres fizyczny i chemiczny). Wykorzystali również bioinformatykę, aby sprawdzić, czy cząstki są wyposażone w aparat genetyczny niezbędny do wejścia w stanu przetrwalnikowy i wyjścia z niego.
Burząc podręcznikowe definicje zachowania się prątków, naukowcy stwierdzili, że prątki Mm są w stanie wytwarzać przetrwalniki.
„Jeżeli przetrwalnikowanie jest powszechnym mechanizmem wykorzystywanym przez prątki w reakcji na warunki środowiskowe – czytamy w podsumowaniu – przypuszczamy, że może to być jeden ze sposobów osiągania przez nie stanu uśpienia w żywicielu. To odkrycie otwiera nieznany dotąd obszar rozwoju prątków i może zapewnić nowe narzędzia do zwalczania chorób wywoływanych przez prątki, takich jak gruźlica, poprzez profilaktykę samej choroby i/lub jej przenoszenia przez przetrwalniki.”
Zważywszy na bliski związek prątków Mm z czynnikiem wywołującym wrzód Buruli – jedną z najszybciej pojawiających się chorób wywoływanych prątkami – naukowcy przypuszczają, że odkrycia mogą być interesujące również ze względu na profilaktykę tej choroby.
„Otwiera się zupełnie nowy rozdział mykobakteriologii” – zauważył dr Kirsebom. „Teraz być może będziemy mogli zrozumieć, w jaki sposób prątki przechodzą w stan hibernacji i powodują utajone infekcje.”
Wiadomo, że obok wywoływania gruźlicy, trądu i wrzodu Buruli, prątki powodują chorobę Johnego u bydła oraz mogą mieć związek z chorobą Crohna u ludzi. Odkrycie, że prątki potrafią wytwarzać przetrwalniki, wzbogaca w sposób nieoceniony wiedzę na temat sposobu, w jaki wchodzą one w stan utajenia i wychodzą z niego oraz jak się rozprzestrzeniają.
Więcej informacji:
Proceedings of the National Academy of Sciences
http://www.pnas.org
Uniwersytet w Uppsali
http://www.uu.se
Teksty pokrewne: 29780
Kategoria: Różne
Źródło danych: Proceedings of the National Academy of Sciences; Uniwersytet w Uppsali
Referencje dokumentu: Ghosh J., et al. (2009) Sporulation in mycobacteria. PNAS (w druku). DOI: 10.1073/pnas.0904104106.
Indeks tematyczny: Nauki biologiczne; Medycyna, zdrowie; Badania Naukowe
RCN: 30887
źródło CORDIS Urząd Publikacji EU
