Forskere nedbryder tuberkulosestrukturen

Forskere fra University of British Columbia har taget et afgørende skridt mod at udsulte tuberkulose, efter forskning i, hvordan infektionen vokser i kroppen.

Tuberkulose, en bakteriel infektion, som generelt påvirker lungerne, er en global trussel; i hele verden, det dræber flere mennesker end HIV og malaria tilsammen. I Canada, der er omkring 1, 600 nye tilfælde af tuberkulose rapporteret hvert år, med omkring 20 procent af disse sager, der berører First Nations-folk, ifølge Canadas regering. Forskere, der bruger den canadiske lyskilde, har undersøgt, hvordan bakterierne vokser i lungerne i et forsøg på bedre at forstå, hvordan tuberkulose kan behandles.

Lindsay Eltis, en UBC professor i mikrobiologi og immunologi og Canada Research Chair i mikrobiel katabolisme og biokatalyse, har brugt de sidste 25 år på at studere bakterier og bestemme, hvordan de vokser på forskellige forbindelser. I 2007 Eltis' gruppe opdagede, at tuberkulosebakterier vokser på kolesterol, og at dette er vigtigt for at forårsage sygdom.

"Mange bakterier, som mennesker, vokse ved hjælp af glukose, en type sukker. De får energi fra det, omdanne det til vand og kuldioxid, og brug den til at gøre byggesten afgørende for livet. Tuberkulosebakterien er lidt usædvanlig, idet den kan vokse på kolesterol, udvinde energi og væsentlige byggesten fra det, " forklarer Eltis. "Denne evne til at vokse på kolesterol hjælper bakterien med at etablere infektion i vores lunger."

Imidlertid, blot at vide, at bakterien vokser på kolesterol, fortæller ikke forskerne nok til at kunne behandle den. For det, de skal forstå, hvordan bakterien præcis nedbryder kolesterol.

Kolesterol har 27 kulstofatomer arrangeret i fire ringe, "og det er lidt kompliceret, "sagde Eltis. Eltis 'gruppe havde allerede fundet ud af, hvordan bakterien nedbryder de to første ringe, og med denne forskning, de undersøgte, hvordan tuberkulosebakterier bryder de sidste to ringe op. Resultaterne blev offentliggjort i et nyligt nummer af PNAS , det Proceedings of the National Academy of Sciences .

Ved at bruge den canadiske makromolekylære krystallografifacilitet på CLS, Eltis og mangeårig samarbejdspartner, UBC strukturel biologi professor Natalie Strynadka, kunne bestemme strukturen af ​​enzymet, som hjælper tuberkulosebakterien med at nedbryde de to sidste ringe af kolesterolmolekylet.

Forståelse af enzymernes struktur, og præcis hvordan de virker, er afgørende for at udvikle lægemidler til behandling af sygdomme som tuberkulose.

En bedre forståelse af disse enzymer kan også hjælpe med produktionen af ​​farmaceutiske molekyler såsom steroider, da bakterier kunne modificeres for at gøre brug af enzymerne for at tage eksisterende, mindre nyttige steroider og ændre dem til mere nyttige former.

I mellemtiden, Eltis 'forskning fortsætter. Nu hvor dette enzym er blevet identificeret, Eltis' gruppe kan undersøge andre enzymer, der kan hjælpe bakterien med at nedbryde kolesterol, og de kan lede efter små molekyler til at hæmme de kulhydrat-ringbrydende enzymer for at udsulte bakterierne og behandle infektionen.