При туберкулезе микобактерии попадают в легкие человека и инфицируют альвеолярные макрофаги – клетки иммунной системы, способные поглощать чужеродные частицы. Но эти микобактерии они не могут разрушить и в результате становятся для них своеобразным «укрытием». Внутри макрофагов микроорганизмы «прячутся» и от нашего иммунитета, и от действия лекарственных средств. Разработанный в МГУ антиоксидант и антибиотик SkQ1 способен не только уничтожать микобактерии в свободной форме, но и добраться до них внутри макрофага.
Туберкулез — инфекционное заболевание, которое чаще всего поражает легкие и вызывается определенным видом бактерий, относящихся к отряду Mycobacteriales. Он часто характеризуется бессимптомным латентным периодом после начальной инфекции. По оценкам ВОЗ, около четверти населения мира инфицировано бактериями туберкулеза. Вероятность того, что у инфицированных людей в конечном итоге появятся симптомы туберкулеза и разовьется заболевание, составляет примерно 5–10%. В 2021 году от туберкулеза умерло в общей сложности 1,6 млн человек.
Туберкулез распространяется по воздуху при кашле, чихании или отхаркивании инфицированных людей. При этом микобактерии, попадая в легочные альвеолы, становятся доступными для атаки макрофагами, клетками иммунной системы. Обычно поглощенные макрофагом чужеродные объекты обособляются внутри него, и лизосома их разрушает, но микобактерия обладает способностью уклониться от «переваривания» ферментами лизосомы, становясь неуязвимой для иммунной системы.
При этом микобактерии туберкулеза нарушают восстановление клеточных мембран макрофагов, которые теряют свои защитные способности, превращаясь в «сито». Вокруг скопления чужаков образуется «гранулематозный вал», видимый в виде зловещих белых отметин при флюорографии. Из него микобактерии продолжают атаковать организм человека.
Разработанный ранее в МГУ митохондриально-направленный антиоксидант и антибиотик SkQ1 эффективен в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий. В совместной работе ученые из Научно-исследовательского института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ и ЦНИИ туберкулеза показали, что он оказался эффективным в отношении бактерий отряда Mycobacteriales, включая бактерию Mycobacterium tuberculosis, возбудителя туберкулеза человека.
«Применение соединений, разрушающих бактериальную биоэнергетику, является очень эффективным инструментом борьбы с бактериальными инфекциями», – рассказал сотрудник отдела биоэнергетики НИИ ФХБ МГУ, Павел Назаров.
Как оказалось, микобактерии не могут скрыться внутри макрофага для избегания терапии, как это происходит в случае применения конвенционных антибиотиков. Таким образом, SkQ1 уничтожает и одиночные и скрытые внутри макрофага микобактерии, разрушая их «укрытия».
«Способность клеток человека существовать в виде тканей, и разделение энергетических процессов и процессов транспорта веществ внутри эукариотической клетки защищает их от действия SkQ1. Однако отдельные клетки, не образующие ткани, и ослабленные микобактериями не в состоянии защитить микобактерию от антибиотика, что и определяет успех антибактериального действия SkQ1 в отношении микобактерий», – подытожил Павел Назаров.
Работа поддержана грантом Российского научного фонда и опубликована в журнале Pharmaceuticals.
