Niemieccy naukowcy uzyskują obraz struktury błony komórkowej prątka gruźlicy
Niemieccy naukowcy otrzymali pierwsze w historii trójwymiarowe obrazy podwójnej błony otaczającej prątki gruźlicy. Ich odkrycie kończy długą debatę wokół struktury zewnętrznej błony komórkowej prątków oraz otwiera nowe możliwości w zakresie opracowywania leków. Gruźlica jest śmiertelną choroba zakaźną, która najczęściej atakuje płuca, ale może także atakować centralny układ nerwowy, układ chłonny, układ krążenia, układ moczowo-płciowy, kości, stawy, a nawet skórę. Szacuje się, że co roku na gruźlicę zapada ok. 10 milionów osób, a codziennie z jej przyczyny umiera 4 tys. osób. Chorobę wywołuje bakteria Mycobacterium tuberculosis, a trudność w jej leczeniu wynika z obecności kwasów mikolowych (tłusta substancja znajdująca się w ścianach komórkowych prątków). Struktura tych kwasów powoduje, że bakteria ma większą odporność na uszkodzenia chemiczne i odwodnienie, a penetracja komórki antybiotykiem nie jest możliwa. Aż do niedawna sądzono, że kwasy mikolowe tworzą zamkniętą warstwę otaczającą komórkę lub stanowią część stosunkowo grubej, asymetrycznej błony. Naukowcy z niemieckiego Instytutu Biochemii im. Maxa Plancka w Martinsried dowiedli jednak, że budowa zewnętrznej ściany komórkowej jest nieco inna. Zamiast asymetrycznej błony naukowcy odkryli w ścianie komórkowej wyraźną dwuwarstwę lipidową. Korzystając z mikroskopu elektronowego zbadali strukturę komórkową prątków Mycobacterium smegmatis i Mycobacterium bovis BCG, blisko spokrewnionych z bakterią wywołującą gruźlicę. Następnie dzięki technice tomografii krioelektronowej naukowcom udało się uzyskać trójwymiarowe obrazy dwuwarstwowej struktury nienaruszonych komórek. Metoda ta wymaga projekcji pod różnym kątem zamrożonej szokowo komórki (-190°C). W celu uniknięcia uszkodzenia spowodowanego promieniowaniem komórka może być poddana oddziaływaniu wiązki elektronów jedynie przez ograniczony czas. W oparciu o uzyskane wyniki naukowcy z Martinsried przeprowadzą bardziej szczegółowe badanie zewnętrznej błony komórkowej prątka. Oczekuje się, że jego rezultat otworzy drogę do opracowania nowych leków chemioterapeutycznych. "Lek musi przeniknąć ścianę komórkową możliwie jak najskuteczniej, a lepsze zrozumienie otoczki bakteryjnej prątka z pewnością będzie przydatne" - mówi kierujący badaniami dr Harald Engelhardt.
Kraje
Niemcy