A tbc-baktérium képes felülírni a biológia törvényeit

2016.11.19. 14:29

A legújabb tudományos eszközökkel és módszerekkel remélhetőleg sikerül megállapítani, hogy miért olyan hatékony az évezredek óta ismert gümőkór, és hogyan lehetne legyőzni.

Noha az Egészségügyi Világszervezet (WHO) 2015-re tűzte ki célul, hogy a tuberkulózis terjedését nemzetközi szinten meg kell állítani, évente még mindig közel tízmillió embert fertőz meg a veszélyes kór. 

A világ népességének harmada hordozza magában a tuberkulózist okozó baktériumot, 

és közülük évente 1,5-2 millióan belehalnak a betegségbe. 

A tuberkulózis elleni küzdelem a fejlett egészségügyi technológiák ellenére sem ért még végetForrás: Medical Xpress

Hogyan képes fennmaradni a veszélyes baktérium, szembeszállva immunrendszerünk védekezésével és a különféle gyógyszeres terápiákkal? Erre a kérdésre keresik a választ az amerikai Harvard Egyetem Közegészségügyi Intézetének kutatói, akik az egyetem weboldalán tették közzé összefoglalójukat. 

Egyike a legalattomosabb kóroknak

Általában a fertőzések zöme kétféle forgatókönyv szerint zajlik le: a páciens megfertőződik, de a gyógyulás során szervezete megszabadul a betolakodó mikroorganizmusoktól, és a küzdelemben a jövőre nézve védettséget szerez ellenük. 

A másik szcenárió tragikus véget ér, 

mivel ebben az esetben a fertőző ágens erősebbnek bizonyul, és a beteg a kezelés dacára (vagy annak híján) életét veszti. 

Tuberkulózisbaktériumok elektronmikroszkópos képeForrás: Biology Questiones

A gümőkórnak is nevezett tuberkulózist okozó Mycobacterium tuberculosis különleges baktérium: amikor bejut szervezetünkbe, immunrendszerünk azonnal a legmagasabb védekezési fokozatra kapcsol, ám ennek ellenére a baktériumok közül néhány életben marad. Emiatt a megfertőződést követően kialakulhat egy látens, tünetmentes állapot, amely akár évekig tarthat, és amelynek során a beteg nem fertőz meg másokat.

Nem vezetett sikerre az újabb vakcina sem

A lappangó betegség akkor fog fellángolni, és a beteg akkor válik fertőzővé, amikor az immunrendszere valamilyen okból legyengül: egyéb fertőzés (HIV), cukorbetegség, alkoholizmus, dohányzás stb. miatt. A tébécés betegek 45 százalékát, a HIV-fertőzött gümőkórosok közel mindegyikét elhalálozás fenyegeti. 

Dr. Robert Koch Nobel-díjas német orvos, a mikrobiológia megalapozója 1905-ben fedezte fel a tbc kórokozójátForrás: Wikimedia Commons

2013-ban, 90 évvel a BCG-oltás kifejlesztése után egy új típusú tbc-oltással kezdődtek kísérletek, 

de sajnos nem bizonyult hatékonyabbnak a neves elődnél. 

(A gyermekkori BCG-oltás a Mycobacterium által okozott gümős agyhártyagyulladástól és sokgócú gümős tüdőgyulladástól óvja meg a gyerekeket, de nem hatékony a felnőttkori tüdőbetegséget okozó tbc-fertőzés ellen.) 

Tömegekben lappang a kórokozó, de nem tudják

A Föld populációjának harmada, nagyjából kétmilliárd ember látens tbc-fertőzött, a WHO évente 8,4-9,6 millió új fertőzéssel számol. Mivel a fertőzöttek kevesebb mint felét diagnosztizálják, illetve a végül nyilvántartásba kerülő betegek nagyjából 55 százalékát sikerül kigyógyítani hat–kilenc hónapos gyógyszeres kúrával, 

a WHO szerint a tbc 2020-ig rajta maradhat a legtöbb halálesetet követelő betegségek 10-es toplistáján. 

Ezen időig 171–249 millió új fertőzésre és 60–90 millió halálozásra kell számítani a körülményektől függően.

A Föld populációjának harmada, nagyjából kétmilliárd ember látens tbc-fertőzöttForrás: Scientific American

Mivel a tuberkulózis embertömegeket érint, már a terjedésének lassítása is akadályokba ütközik. "Először is nehéz megkülönböztetni egy más betegségben szenvedő látens tbc-fertőzött beteget egy olyantól, akiben aktivizálódott a tébécé. Másodszor pedig bajos megjósolni, melyik látens fertőzés fejlődik aktív betegséggé, ez pedig nemcsak az érintettek, hanem a környezetük számára is kockázatot jelent” – mondta Sarah Fortune, a Harvard T. H. Chan közegészségügyi intézetének immunológia- és fertőzőbetegség-professzora, tbc-specialista.

Problematikus a diagnózis felállítása is

Ráadásul a tuberkulózisbaktérium könnyen mutálódhat, ellenállóvá válhat a hagyományos gyógyszerekre. Akkor pedig speciális hatóanyagokat kell bevetni, amelyek ára sokszorosa a hétköznapi szereknek, ráadásul súlyos mellékhatásaik vannak: az egyik például a fülben lévő egyensúlyi szervet teszi tönkre, a másik tévképzeteket, pszichózist okoz, a harmadiktól szó szerint kék lesz a beteg bőre. 

Tbc-fertőzéstől szétroncsolódott tüdőForrás: Health Advices

És nem elég, hogy a betegség gyógyítása ilyen nehézségekbe ütközik, már a diagnózis felállítása is problémás lehet: 

A tbc-re vonatkozó ismereteink zöme a 19. században és a 20. század elején született 

– mondta Fortune. – Még az sem teljesen világos előttünk, milyen módon okoz betegséget a tuberkulózisbaktérium."

Egyes tbc-baktériumok a túlélésre specializálódnak

Pedig a professzor 17 fős kutatócsapata a legmodernebb eszközökkel vizsgálja a tuberkulózisbaktériumot. A legfejlettebb képalkotó műszerekkel készítenek felvételeket a mikrobákról, új típusú genetikai vizsgálatokkal, például nagy áteresztőképességű DNS-szekvenálással azonosítják az egyes sejteket, és szuperkomputereket alkalmaznak az adattömeg elemzésére. 

De a tbc kezelése nincs szinkronban a betegséggel. 

„Nagyon elkeserítő, hogy a tbc ennyi életet követel világszerte, a kormányok pedig milyen keveset áldoznak a leghatékonyabb ellenszer kifejlesztésére, holott ez a betegség kezelhető” – mondta Fortune a Harvard magazinjában.

A tbc-baktériumok egyes egyedei vastag molekuláris páncéllal védekeznek a szérum hatásával szembenForrás: Biology Questions

A nagy kérdés: mitől ilyen ellenálló a Mycobacterium tuberculosis? A kutatások szerint ennek egyik oka, hogy a bakteriális sejtek nem egyformák. Míg többségüket az immunrendszerünk vagy a gyógyszereink képesek elpusztítani, 

vannak köztük szabályszerűen „túlélésre specializálódott” sejtek. 

Fortune ezeknek tudja be, hogy miért kell hónapokig folytatni az antibiotikumos kezelést, illetve hogy miért nem képes a gyógyszeripar hosszú távon is hatékony tbc-oltást előállítani. 

Forrás: Greg Knobloch

A harvardi kutatócsapat azt szeretné kideríteni, hogy miképpen keletkeznek ezek a túlélősejtek. Biológiai szempontból több lehetőség is szóba jöhet: például a genetikai örökítőanyagukat (DNS) ért hatások, változások miatt a sejtek módosulnak, illetve a DNS által leírt kémiai kódolásuk is módosulhat, emiatt a sejt másképp kezd működni, vagy bizonyos szabályozó tényezők hatására molekuláris eltérések jelentkeznek, amelyek átprogramozzák a sejtet. 

Molekuláris páncéllal védekeznek a gyógyszeres támadás ellen

A különböző „egyéniséggel” rendelkező baktériumokból álló kórokozócsoport nagyon újszerű elképzelés ahhoz képest, ami akár tíz évvel ezelőtt is közkeletű volt. A túlélésre specializálódott baktériumok elméletét az támasztja alá, hogy 

a tbc-mikrobák sejtfalát szokatlanul vastag védőréteg borítja, afféle molekuláris páncél, 

amely megóvja őket az immunrendszerrel és a gyógyszerekkel szemben. 

Tuberkulózisbaktériumok telepeiForrás: Wikimedia Commons

Fortune kutatásai szerint a tbc-mikrobák olyan eltérő szerepeket vesznek föl a csapat sikere, a túlélésük érdekében, amitől inkább hasonlítanak egy méhrajra, semmint baktériumkolóniára. A kutatók az évek során tesztelték, miként reagál a tbc-baktérium a legkülönfélébb hatóanyagokra, mert ez az alapja annak, hogy megállapítsák, miért nem hatnak rá egyes gyógyszerek. Kiderült, hogy ennek oka a baktérium szaporodásában is gyökerezhet.

Halálos mikroszkopikus uborka

A tbc-baktérium pálcika alakú, úgy néz ki, mint egy mikroszkopikus uborka. Míg más, hasonló alakú baktériumok úgy szaporodnak, hogy egyenletesen megnyúlnak, majd középen kettéosztódnak, 

a tbc-baktérium aszimmetrikusan, csak az egyik végén nyúlik meg, és úgy osztódik ketté. 

A végeredmény: egy „szülősejt” az eddigi örökítőanyaggal, valamint egy „utódsejt”, az osztódás közben őt érő hatásoknak megfelelő új típusú örökítőanyaggal. 

Évente 8-9 millió új tbc-fertőzéssel számol a WHOForrás: Channi Anand

A régi és az új jellemzők valós működésbeli különbségeket okoznak, tehát befolyásolják, hogy mi képes átjutni a sejtfalon (be vagy ki), illetve milyen gyorsan nőnek a sejtek – vagyis a mikrobák mennyire lesznek érzékenyek az ellenük bevetett antibiotikumra. A szülő még igen, az utód már nem – vagy éppen fordítva.

Vonalkódokkal képesek megjelölni az egyes sejteket

A tbc-baktériumok fortélya nem egyedülálló módszer: az emlősök őssejtjei és a rákos sejtek szintén aszimmetrikus módon osztódnak. Ám a tbc tekintetében az is gátolja a szakembereket, hogy valamely aprócska különbség 

több százmilliónyi beteg esetében elképesztő mennyiségű variációt okozhat. 

Fortune ezért a gyógyszer-rezisztencia kutatásától továbblépett annak elemzése felé, hogy ez a változatosság miképpen teszi lehetővé a rezisztens baktérium számára, hogy ellenálljon az immunválasznak. A technológiai fejlődésnek köszönhetően ma már képesek az egyes sejteket azonosító kóddal megjelölni, és nyomon követni sorsukat. 

A tbc terjedése fokozott veszélyt jelent a harmadik világ kevésbé fejlett országaibanForrás:  Daily News Tanzania

A Harvard Egyetem kutatócsapata állatkísérletekkel igazolta, hogy az immunrendszer egyik eleme, a vörös csontvelőben termelődő falósejtek, a makrofágok némelyike nem pusztítja el a betolakodó tbc-kórokozót. De miért? Túl erős a baktérium? Túl gyenge a makrofág? Vagy a kettejük kombinációja okolható ezért? A kutatások még folynak, ám az egyedi sejtek azonosításával és nyomon követésével a kutatók remélhetőleg mielőbb választ adhatnak ezekre a kérdésekre. Ennek eredményeként megszülethet a régóta várt felnőttkori tbc-oltás, amely segít az új fertőzések hathatós megelőzésében. 

KAPCSOLÓDÓ CIKKEK