Tim istraživača sa Ecole Politechnikue Federal de Lausanne predvođen dr. Vivekom Thackerom, sada vođom grupe na Odeljenju za infektivne bolesti u Univerzitetskoj bolnici Hajdelberg, proučavao je zašto bakterije tuberkuloze formiraju dugačke niti i kako to utiče na njihovu infektivnost. Njihovi nalazi mogli bi da dovedu do novih terapija i objavljeni su u časopisu Cell.
Micobacterium tuberculosis, uzročnik tuberkuloze, uzrokuje oko 1,6 miliona smrti širom sveta svake godine. Ishod infekcije kreće se od uklanjanja bez ikakvih bolesti do hronične infekcije sa mršavljenjem i smrću. Ova široka varijabilnost u velikoj meri zavisi od imunološkog odgovora inficiranog domaćina.
Analiza interakcije između patogena i domaćina je centralna istraživačka tema Odeljenja za medicinsku mikrobiologiju i higijenu na Odeljenju za infektivne bolesti Univerzitetske bolnice Hajdelberg (UKHD).
Odavno je poznato da Micobacterium tuberculosis proizvodi faktor vrpce, koji je važan za svojstva patogena koji izazivaju bolest, njegovu virulenciju, a što takođe dovodi do posebnog ponašanja rasta: Micobacterium tuberculosis može proizvesti gusto zbijene niti mnogih bakterija koje se mogu posmatrati svetlosnom mikroskopijom. Kako ovi niti ili konopci doprinose patogenim svojstvima Micobacterium tuberculosis do sada u suštini nije bilo jasno.
U sadašnjem radu, naučnici predvođeni dr Vivekom Takerom, po prvi put su uspostavili vezu između ovog „mehaničkog“ ponašanja rasta i biologije infekcije Micobacterium tuberculosis. U interdisciplinarnom istraživačkom pristupu, koristili su mikroskopiju živih ćelija i sintetičke modele organa („pluća na čipu“).
„Uspeli smo da pokažemo da bakterijska kompresija dovodi do skladištenja energije preko faktora kabla u membrani patogena“, izveštava Thacker. „Ovo omogućava patogenima koje su preuzeli fagociti u plućima i koje bi trebalo uništiti da rastu u nitima čak i unutar ovih odbrambenih ćelija.“
Tim dr Viveka Takera je primetio da ovaj rast sužava i davi jezgro ćelije domaćina. Kao rezultat toga, ćelija u manjoj meri aktivira odbrambene mehanizme i stoga ne može da zadrži patogen. Štaviše, kruta arhitektura žica izvan ćelija dovodi do toga da se patogen lakše širi između epitelnih ćelija koje oblažu alveole i do drugih organa u telu.
Konačno, istraživački tim je primetio da su bakterije u takvim pupcima zaštićene od efekata antibiotika i da mogu ponovo da rastu nakon što se terapija antibiotikom završi.
„Uspeli smo da povežemo mehaničko ponašanje rasta na ćelijskom nivou sa biološkim funkcijama“, kaže dr Vivek Taker. „Mehanopatologija je obećavajuća nova oblast istraživanja.“
Neki aspekti ovog mehaničkog ponašanja rasta podsećaju na biofilmove formirane od drugih važnih patogena zaraznih bolesti, kao što su stafilokoki i pseudomonade, koji na sličan način doprinose neosetljivosti na antibiotike i inhibiciji odbrane domaćina. Povezivanje ponašanja fizičkog rasta i biologije infekcije je stoga veoma interesantna oblast istraživanja koja bi mogla pružiti nove uvide za razvoj preko potrebnih terapija.
„Zadovoljan sam što smo sa dr Vivekom Takerom uspeli da privučemo odličnog naučnika da radi ovde u Hajdelbergu“, kaže profesor dr Aleksandar Dalpke, medicinski direktor Odeljenja za medicinsku mikrobiologiju i higijenu.
„Dr Vivek Thacker idealno dopunjuje istraživački fokus Instituta i Centra za infektivne bolesti. Posebno, u duhu Ruperto Carola, on gradi mostove do susednih istraživačkih oblasti, kao što je novi Fakultet inženjerskih nauka. Njegov sofisticirani rad sa Mikroskopija živih ćelija i modeli sintetičkih organa su okrenuti budućnosti i jačaju infektivnu medicinu u Hajdelbergu.“
