Торфяно-болотные грибы убивают бактерии, вызывающие туберкулез

Фото из открытых источников

Анализ грибов, собранных из торфяных болот, выявил несколько видов, которые производят вещества, токсичные для бактерии, вызывающей заболевание человека туберкулезом. Результаты показывают, что одним из перспективных направлений для разработки более эффективных методов лечения может быть воздействие на биологические процессы в бактерии, которые помогают поддерживать уровни соединений, известных как тиолы. Неха Малхотра из Национального института здравоохранения США и коллеги представили эти результаты в журнале открытого доступа PLOS Biology.

Каждый год миллионы людей по всему миру заболевают туберкулезом, и более 1 миллиона человек умирают, несмотря на то, что болезнь можно предотвратить и вылечить. Однако лечение требует ежедневного приема антибиотиков в течение месяцев, что может представлять значительные трудности, поэтому срочно необходимы новые методы лечения, которые сократят период лечения.

Чтобы исследовать потенциальные цели для стратегий сокращения сроков лечения, Малхотра и коллеги обратились к болотам сфагнового торфа. Эти пресноводные водно-болотные угодья являются местом обитания многочисленных видов бактерий рода Mycobacterium — того же рода, что и вызывающая туберкулез бактерия Mycobacterium tuberculosis. В этих болотах грибы конкурируют с микобактериями за рост в разлагающемся «сером слое», который, подобно поражениям, обнаруженным в легких больных туберкулезом, является кислым, бедным питательными веществами и кислородом.

В лаборатории исследователи выращивали Mycobacterium tuberculosis рядом с каждым из примерно 1500 видов грибов, собранных из серого слоя нескольких торфяных болот на северо-востоке США. Они идентифицировали пять грибов, которые оказывали токсическое воздействие на бактерию. Дальнейшие лабораторные эксперименты сузили эти эффекты до трех различных веществ, вырабатываемых различными грибами: патулин, цитринин и нидулалин А.

Каждое из трех соединений, по-видимому, оказывает токсическое воздействие на бактерию туберкулеза, серьезно нарушая клеточные уровни класса соединений, известных как тиолы, некоторые из которых играют важную роль в молекулярных процессах, помогающих поддерживать жизнь и функциональность бактериальных клеток.

Исследователи отмечают, что эти три соединения сами по себе вряд ли будут хорошими кандидатами на роль лекарств. Однако, особенно учитывая сходство между средой торфяных болот и очагами туберкулеза, результаты подтверждают особую стратегию разработки лекарств, сокращающих сроки лечения: нацеливание на биологические процессы, которые поддерживают уровни тиолов в бактериях туберкулеза.

«Патогенные микобактерии, такие как те, которые вызывают человеческие заболевания проказу и туберкулез, в изобилии встречаются в сфагновых торфяных болотах, где кислая, гипоксическая и бедная питательными веществами среда порождает ожесточенную микробную конкуренцию. Мы изолировали грибы из таких болот и провели скрининг тех, которые напрямую конкурировали с микобактериями путем совместного культивирования, и обнаружили, что все эти грибы нацелены на один и тот же физиологический процесс в микобактериях, используя несколько химически различных механизмов», - добавили авторы.