Поворотным пунктом в изучении туберкулеза стало определение в 1998 г. нуклеотидной последовательности ДНК Mtb (в этом проекте принимал участие один из авторов - Барри). Полученные результаты позволили сделать ряд важных выводов. Так, обнаружилось, что из всех ферментов и химических реакций, необходимых для выживания Mtb в организме человека, ученые, проводя опыты in vitro, учитывали лишь треть. Например, они не знали, что значительная часть генома Mtb кодирует ферменты, участвующие в синтезе и расщеплении липидов, а некоторые из этих ферментов могли бы стать мишенью для лекарственных веществ. Анализ геномной ДНК показал также, что вопреки общепринятому мнению бактерия способна жить вообще без кислорода - это открытие сейчас проверяется. В таких условиях ее метаболизм существенно замедляется, отчего снижается восприимчивость к антибиотикам. Блокируя звенья метаболической сети, остающиеся в рабочем состоянии в бескислородной среде, можно попытаться уменьшить срок лечения.
Однако генетические данные позволяют выработать новые подходы
не только к лечению туберкулеза, но и к его диагностике, которая бывает затруднена влиянием вакцинации в раннем детстве (ее проходит половина детей по всему земному шару). Вакцина содержит один из штаммов Mtb, утративший вирулентность, но все еще способный вызывать ответ иммунной системы, с детства подготовленной к встрече с патогенном. Традиционно используемый тест не позволяет различить иммунные ответы на вирулентный штамм и штамм, на основе которого сделана вакцина. Поэтому результат тестирования дезинфицированного в точности совпадает с таковым здорового, но вакцинированного пациента.
В ходе изучения генома Mtb генетики из Сиэтла обнаружили, что в ДНК штамма, используемого для создания вакцины, отсутствует крупный сегмент. Вскоре генетики из Пастеровского института, Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна и Вашингтонского университета выяснили, что «выпавшие» гены обеспечивали вирулентность микроорганизма. Все это послужило основанием к повышению специфичности теста на туберкулез. По соображениям исследователей, тест, в котором фиксируется только иммунный ответ на факторы вирулентности, отсутствующие у штамма «основателя» вакцины, позволил бы разграничить инфицированных и тех, кто когда-то был вакцинирован. Именно такой тест получил в 2005 г. разрешение FDA; его эффективность была подтверждена многократными проверками. К сожалению, процедура остается дорогостоящей и используется только в развитых странах.
Геном Mtb - не единственный источник данных, проливающий свет на уязвимые места патогена. Сегодня биологи имеют возможность детально исследовать все его компоненты и все внутриклеточные процессы - от синтезируемых Mtb белков (иротеомика) до матричных РНК (транскриптомика) , промежуточных и конечных продуктов метаболизма (метаболомика). Эти области биологии пока очень молоды, но уже приносят плоды. В ноябре 2008 г. Барри в соавторстве с другими учеными опубликовал статью в Science с сообщением о том, что бактериальный транскриптом реагирует на РА-824 так, как если бы Mtb была «отравлена» цианистым калием. В ходе дальнейших исследований было обнаружено, что в процессе метаболизма лекарственного препарата Mtb высвобождает оксид азота, защитное соединение, в норме вырабатываемое иммунными клетками человека. Теперь ученые пытаемся синтезировать вещество, стимулирующее высвобождение оксида азота в большем количестве, чем это делает РА-824.
Специалисты в области структурной геномики ищут также способы определения трехмерной конфигурации всех белков Mtb. Это необходимо для выяснения их функций (для многих белков она остается неизвестной) и для создания лекарственных веществ, мишенью которых был бы определенный участок важной для Mtb белковой молекулы. За решение задачи взялся коллектив ученых из 17 стран. Пока определена структура примерно 10% белков туберкулезной палочки.
Еще одно направление, достойное упоминания. - химическая геноми-ка. Ее отличительная черта - обратный общепринятому подход к поиску лекарственных средств. Вместо того чтобы заниматься поисками веществ, подавляющих активность бактериального белка с известной структурой, исследователи начинают работу с вещества, обладающего тем или иным ценным признаком, например способностью блокировать размножение Mtb в культуре, и движутся в обратном направлении - пытаются идентифицировать бактериальный фермент, на который данное вещество действует. Само вещество может быть продуктом химического синтеза, иметь растительное происхождение, вырабатываться микроорганизмами и даже животными.
Подбор очковой коррекции |
Закаливание организма |
Гигиена полости рта |
