Sistema de autodestruição em bactérias da tuberculose pode levar a ‘medicamento perfeito’
Novas pesquisas exploram a estrutura de um mecanismo autodestrutivo natural contido na bactéria que causa a tuberculose nos seres humanos. A exploração desse mecanismo usando essas novas descobertas poderá em breve levar a melhores tratamentos.
Nos Estados Unidos, mais de 9.000 casos de tuberculose (TB) ocorreram em 2017.
Embora os EUA tenham uma das menores taxas de TB do mundo, a doença continua sendo uma das 10 principais causas de morte no mundo.
De fato, a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que aproximadamente 10 milhões de pessoas tenham tuberculose em 2017 e que 1,6 milhão de pessoas tenham morrido como resultado.
Em um esforço para desenvolver medicamentos mais eficazes contra a tuberculose, uma equipe internacional de pesquisadores decidiu investigar um sistema de toxina-antitoxina que a bactéria da tuberculose contém naturalmente.
Os cientistas – liderados por Annabel Parret, do Laboratório Europeu de Biologia Molecular em Hamburgo, Alemanha – explicam seus esforços e detalham suas descobertas na revista Célula Molecular.
Como Parret e sua equipe explicam em seu trabalho, as células bacterianas geralmente têm um sistema de toxina-antitoxina que desempenha um papel importante na forma como as bactérias respondem e se adaptam a elas. estresse condições. Tais condições incluem fome ou tratamento com antibióticos.
O sistema compreende uma proteína tóxica e “um” antídoto “ou antitoxina que neutraliza as toxinas.” Sob condições normais, a antitoxina bloqueia a atividade da toxina. No entanto, em circunstâncias estressantes – como em tratamento com antibióticos – a antitoxina se decompõe rapidamente e a toxina é ativada.
O genoma de Mycobacterium tuberculosis possui cerca de 80 grupos de genes. Desses, três genes codificam antitoxinas, essenciais para a vida e o bom funcionamento da bactéria.
Assim, Parret e colegas ampliaram as toxinas que complementariam esses três genes que codificam antitoxina, na esperança de que eles pudessem “explorá-los” “para o desenvolvimento de novas terapias anti-TB”.
Mais especificamente, os pesquisadores se basearam em estudos anteriores e optaram por se concentrar em apenas um desses três sistemas toxina-antitoxina.
Eles escolheram esse sistema em particular porque aqui, o efeito da toxina é muito mais forte do que em outros sistemas: se o “antídoto” não estiver presente, a toxina simplesmente mata a bactéria da TB.
Então, os cientistas examinaram a estrutura desse sistema. Como Parret explica: “Nosso objetivo era ver o [toxin-antitoxin] estrutura do sistema, para que possamos tentar entendê-la e até manipulá-la. “
Os cientistas descobriram que a estrutura desse sistema se parece muito com as toxinas da cólera e da difteria. “Parece um diamante e é muito estável”, diz o co-autor do estudo Matthias Wilmanns.
Usando um modelo de rato com infecção por TB e tratamento com antibióticos, eles estudaram o comportamento do sistema toxina-antitoxina.
Eles revelaram que quando a toxina se separa do antídoto, ela se torna ativa e começa a “corroer” as moléculas de NAD +, que são metabólitos celulares indispensáveis à vida da célula.
Eventualmente, a degradação progressiva das moléculas mata todas as células bacterianas, uma a uma. Os pesquisadores esperam explorar esse mecanismo natural de autodestruição para criar novos e mais eficazes medicamentos anti-TB.
De fato, explica Parret, “nossos colaboradores em Toulouse já foram capazes de prolongar a vida útil de camundongos infectados com TB, ativando a toxina de maneira controlada”.
“Se encontrarmos moléculas que podem atrapalhar a [toxin-antitoxin] sistema – e, assim, desencadear a morte celular – em pacientes com TB, esse seria o medicamento perfeito […]. Se conseguirmos, essa poderia ser uma nova abordagem para o tratamento da tuberculose e outras doenças infecciosas. ”
Annabel Parret
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