Mycobacterium tuberculosis, das Bakterium, das Tuberkulose verursacht, produziert Gift-Gegengift-Paare, die als "Toxin-Antitoxin"-Systeme bezeichnet werden. Diese ermöglichen es ihm, sein Wachstum zu kontrollieren und sich an Belastungen anzupassen.
In einem Artikel, der in
Nucleic Acids Research veröffentlicht wurde, haben Wissenschaftler eines dieser Toxine identifiziert, das die Herstellung von Proteinen blockiert und so zum Tod des Bakteriums führt. Die Stimulierung der Aktivität dieses Toxins könnte helfen, bestimmte antibiotikaresistente Bakterienstämme besser zu bekämpfen.
Tuberkulose verstehen, um sie besser bekämpfen zu können
Tuberkulose ist die häufigste Todesursache durch einen einzelnen Infektionserreger: das Bakterium
Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis). Dieses befällt hauptsächlich die Lunge und wird von Mensch zu Mensch über die Luft übertragen. Es kann lange Zeit im Körper in einer inaktiven, nicht replizierenden und medikamentenresistenten Form persistieren: der latenten Tuberkulose.
Das Auftreten von multiresistenten und extrem resistenten Bakterienstämmen hat den Bedarf erhöht, neue Angriffspunkte und innovative Behandlungsstrategien zu identifizieren, um neue Medikamente zu entwickeln.
M. tuberculosis besitzt eine bemerkenswert hohe Anzahl kleiner, zweikomponentiger genetischer Module, die als Toxin-Antitoxin-(TA)-Systeme bezeichnet werden – fast 90. Diese Systeme bestehen aus einem schädlichen Toxin und einem Antitoxin, das dessen Aktivität hemmt und als Gegengift wirkt. Unter normalen Bedingungen neutralisiert das Antitoxin das Toxin. Unter Stressbedingungen jedoch wird die Hemmung durch das Antitoxin aufgehoben: Die Toxine werden aktiv und zielen auf lebenswichtige Prozesse wie die Proteinsynthese (Translation), die Replikation, den Stoffwechsel oder die Bildung der Zellwand ab, was zu einer Wachstumshemmung oder zum Tod des Bakteriums führt.
Auch wenn einige dieser Systeme an der Virulenz und dem Überdauern des Bakteriums beteiligt sind, ist ihre genaue Rolle bei
M. tuberculosis noch nicht gut verstanden. Nichtsdestotrotz lässt die toxische Wirkung einiger dieser Moleküle ein bisher ungenutztes therapeutisches Potenzial erkennen, entweder als neues Ziel für die Arzneimittelforschung oder als direktes antimikrobielles Mittel.
Neue Ansätze dank des Toxins ReIE
In einem Artikel, der in der Zeitschrift
Nucleic Acids Research veröffentlicht wurde, enthüllen Wissenschaftler eine bemerkenswerte Aktivität innerhalb bestimmter Toxine der ReIE-Familie. Diese Toxine blockieren die Herstellung von Proteinen, ein lebenswichtiger Prozess für das Überleben des Bakteriums. Sie greifen direkt das Ribosom an, die zelluläre "Maschine", die Proteine nach den in der DNA enthaltenen Anweisungen zusammensetzt.
Konkret schneiden sie einen kleinen Teil einer Komponente des Ribosoms (die ribosomale RNA) ab, was verhindert, dass es sich korrekt an die Boten-RNA-Moleküle anlagern kann – die "Baupläne" für die Herstellung von Proteinen. Ohne diesen Schritt kann das Bakterium die Proteine, die es für Wachstum oder Vermehrung benötigt, nicht mehr produzieren.
Dieser Fortschritt eröffnet neue therapeutische Perspektiven: Die Stimulierung der Aktivität des Toxins ReIE könnte es ermöglichen, das Bakterium zu bekämpfen und dessen wachsende Resistenz gegen Antibiotika zu überwinden.
Quelle: CNRS INSB