Od zawsze z nami morderca geniuszów

Prątki gruźlicy (M.tuberculosis) widziane pod mikroskopem elektronowym.

Jednym z wielu mitów pokutujących w świadomości społecznej jest ten, że wywoływana przez prątka gruźlicy choroba, która dobiła Balzaka, Czechowa, Kafkę, Orwella, Gauguina, Szopena, a nawet (o ironio) kardynała Richelieu, jest chorobą na świecie wytępioną. Nic bardziej jednak mylnego – gruźlica jest jednym z najgorszych zabójców na świecie, drugim po HIV/AIDS, gdy mówimy o chorobach wywołanych przez pojedynczego bakcyla. I chociaż 95% zgonów ma miejsce w krajach biednych i rozwijających się, nie oznacza to, że gruźlicy nie trzeba obawiać się, żyjąc na bogatym Zachodzie.

To, co powinno nas wszystkich martwić jeszcze bardziej, to to, że wielolekooporny szczep gruźlicy (ang. multi-drug resistant, MDR-TB) obecny jest we wszystkich krajach, w których prowadzono badania sprawdzające jego obecność. W 2011 na tę bardzo oporną na leki odmianę choroby zapadło 310 tysięcy osób. Prawie 60% z tych przypadków miała miejsce w Indiach, Chinach oraz Rosji. Prawie 10% (spośród tych 310 tysięcy) pacjentów cierpiało zaś na ultraoporną odmianę gruźlicy (ang. extensively drug-resistant, XDR-TB).

Gruźlica w ogóle ma długą i bolesną historię bycia oporną na leki. Jej znaczenie jako niezwykle groźnej (nie tylko dla pacjentów, ale także społeczeństw) choroby doceniono szybko w Europie. Robert Koch odkrył, że przyczyną choroby są prątki gruźlicy w 1882 roku. W 1911 w Wielkiej Brytanii powstała Medyczna Rada Naukowa (ang. Medical Research Council), której pierwotnym celem było właśnie badanie tej choroby. Jakież musiało być rozczarowanie badaczy, gdy po odkryciu przez Aleksandra Fleminga pierwszego antybiotyku – penicyliny – okazało się, że gruźlicy się nim niestety nie wyleczy. Objawienie przyszło dopiero 15 lat później wraz z odkryciem kolejnych klas antybiotyków: streptomycyny oraz kwasu p-aminosalicylowego. I chociaż takie łączone terapie, stosujące różne kombinacje antybiotyków, zapobiegały wytworzeniu na nie oporności u bakterii przez blisko 50 lat, w ostatnich dekadach niestety skończyło się dolce vita.

Dlatego tym ważniejsze stają się badania nad źródłami lekooporności u bakterii, a zwłaszcza M. tuberculosis. Na początku września grupa badaczy europejskich opublikowała w Nature Genetics dwie prace na temat gruźlicy. W pierwszej zsekwencjonowali blisko 260 szczepów bakterii po to, aby móc przeanalizować jej różnorodność. Takie badania możliwe są dopiero od niedawna, ale zaczynają zdobywać coraz większą popularność. Pozwalają też na znacznie więcej, niż tylko stwierdzenie, że dany gatunek bakterii jest bardzo (lub nie) zróżnicowany. Dzięki temu, że bakteryjne genomy możemy teraz porównywać w nieosiągalnym do niedawna detalu, niemalże literka po literce, możemy też określić, które szczepy są bliżej lub dalej spokrewnione, które szczepy wyewoluowały z których, a często także i gdzie oraz kiedy.

Porównanie tych 260 genomów ujawniło, że myliliśmy się do tej pory co do jej początków wśród ludzi. Dotychczasowe badania sugerowały bowiem, że gruźlica była początkowo chorobą występującą u innych zwierząt, która na ludzi przeniosła się dopiero w czasie rewolucji neolitycznej – okresu ok. 10 tysięcy lat temu, gdy ludzkość przestawiła się z koczowniczego trybu życia na tryb osiadły, zaś łowiectwo i zbieractwo zostały zastąpione rolnictwem i hodowlą. Badanie z Nature Genetics pokazuje jednak, że gruźlica ludzkości towarzyszyła znacznie dłużej, a jej śladów doszukiwać można by się wśród afrykańskich ludzkich przodków już 70 tysięcy lat temu!

Mapka ilustrująca, w którym momencie wędrówek naszych przodków z Afryki na kolejne kontynenty wyodrębniały się kolejne z badanych szczepów M.tuberculosis. Numery w kółkach odpowiadają tysiącom lat temu. /Przedruk za zgodą MacMillan Publishers Ltd.: Comas et al., Nat Genet (AOP; 2013)
Mapka ilustrująca, w którym momencie wędrówek naszych przodków z Afryki na kolejne kontynenty wyodrębniały się kolejne z badanych szczepów M.tuberculosis. Numery w kółkach odpowiadają tysiącom lat temu. /Przedruk za zgodą MacMillan Publishers Ltd.: Comas et al., Nat Genet (AOP; 2013)

To odkrycie jest o tyle ciekawe, że przy obecnym poziomie zjadliwości gruźlicy nie byłoby możliwe jej przetrwanie w małych ludzkich populacjach 70 tysięcy lat temu – po prostu choroba zbyt szybko wybiłaby swoich nosicieli. Oznacza to zatem, że gruźlica musiała być znacznie mniej zjadliwą chorobą w przeszłości, a swojej obecnej agresywności nabyła dopiero z czasem.

W drugiej pracy ci sami autorzy porównali nieco ponad 120 różnych genomów: w sekwencjach udało im się odkryć ślady selekcji podobnej do tej, która doprowadziła do powstania blisko 50 lekoopornych szczepów gruźlicy. Część z genów podlegających tej selekcji, to geny odpowiedzialne za budowę ściany komórkowej bakterii, za naprawę DNA, czy wreszcie za regulację procesu ekspresji genów. Innymi słowy są to geny odpowiedzialne za procesy absolutnie niezbędne do życia – które w ten czy inny sposób stają się celem antybiotyków. Badanie to pokazuje, że lekooporność jest prawdopodobnie niezwykle skomplikowanym procesem, za który odpowiada nie jeden – jak dotychczas sądzono – gen, ale cała ich plejada.

Trudno powiedzieć, czy jest to powód do zmartwienia, czy do radości. Z jednej strony istnieje szansa, że przy tak skomplikowanym systemie wystarczy wziąć na celownik jeden element, aby wykoleić cały pociąg. A im więcej elementów, tym więcej punktów, które możemy zaatakować. Z drugiej strony, ten stopień skomplikowania systemu może po prostu oznaczać, że jest w nim wiele zabezpieczeń, że wyłączenie z gry jednego elementu niczego nie zmieni, bo jego rolę odgrywać może dziesięć kolejnych. Innymi słowy, w zaawansowanym systemie lekooporności więcej może być planów awaryjnych.

Przypisy:

ResearchBlogging.org1. WHO Tuberculosis, Fact sheet N°104

2. Gillespie SH (2002). Evolution of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis: clinical and molecular perspective. Antimicrobial agents and chemotherapy, 46 (2), 267-74 PMID: 11796329

3. Comas I, Coscolla M, Luo T, Borrell S, Holt KE, Kato-Maeda M, Parkhill J, Malla B, Berg S, Thwaites G, et al. (2013). Out-of-Africa migration and Neolithic coexpansion of Mycobacterium tuberculosis with modern humans. Nature Genetics PMID: 23995134

4. Farhat MR, Shapiro BJ, Kieser KJ, Sultana R, Jacobson KR, Victor TC, Warren RM, Streicher EM, Calver A, Sloutsky A, et al. (2013). Genomic analysis identifies targets of convergent positive selection in drug-resistant Mycobacterium tuberculosis Nature Genetics : 10.1038/ng.2747

4 Comments

    1. Nie wiem, czy formalnie jest klasyfikowany obecnie jako antybiotyk (z chemicznego punktu widzenia). Ale jest nim na pewno w sensie historycznym, czyli jako substancja przeciwbakteryjna.

      Lubię

  1. Skoro już temat gruźlicy i hiv to dziwię się, że nie mówi się oficjalnie o tym, że osoba, która choruje na hiv i jednocześnie na gruźlicę jest potencjalnie o wiele bardziej niebezpieczna dla zdrowego otoczenia niż osoba roznosząca każdą z tych chorób z osobna. Dowiedziałem się o tym od doktora psychiatrii (o dziwo) podczas jego publicznego wystąpienia na ten temat i jakoś wśród słuchaczy rozeszło się to po tzw. kościach. Nie potrafię dokładnie wam powiedzieć na czym to polega ale u osób z uszkodzonym układem odornościowym gruźlica jak wiadomo rozwija się szybciej i sieje większe spostoszenie. Dodatkowo jest bardziej agresywna w zarażaniu. Nie wiem dokładnie czy chodzi o mutację, czy o inne zjawisko ale ta wersja na 100% jest bardziej zaraźliwa, przykra w skutkach i trudniejsza w leczeniu. Chciałbym wiedzieć na czym dokładnie to polega.

    Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s