Грибы торфяных болот производят вещества, убивающие бактерии, вызывающие туберкулёз

Анализ грибов, собранных на торфяных болотах, выявил несколько видов, которые производят вещества, токсичные для бактерии, вызывающей у человека туберкулёз. Результаты показывают, что перспективным направлением для разработки лучших методов лечения может быть воздействие на биологические процессы в бактерии, которые помогают поддерживать уровень соединений, известных как тиолы.

Нэха Малхотра из Национальных институтов здоровья США и её коллеги представили эти результаты 3 декабря в журнале с открытым доступом PLOS Biology.

Ежегодно миллионы людей во всём мире заболевают туберкулёзом, и более 1 миллиона умирает, несмотря на то, что болезнь предотвратима и излечима. Однако лечение требует ежедневного приёма антибиотиков в течение месяцев, что создаёт значительные трудности, поэтому новые методы лечения, сокращающие этот период, нужны срочно.

Чтобы изучить потенциальные мишени для стратегий сокращения лечения, Малхотра и коллеги обратились к сфагновым торфяным болотам. Эти пресноводные водно-болотные угодья изобилуют видами бактерий рода Mycobacterium — того же рода, что и бактерия Mycobacterium tuberculosis, вызывающая туберкулёз.

На этих болотах грибы конкурируют с микобактериями за рост в разлагающемся «сером слое», который, подобно очагам в лёгких пациентов с туберкулёзом, является кислым, бедным питательными веществами и кислородом.

В лаборатории исследователи выращивали Mycobacterium tuberculosis вместе с каждым из примерно 1500 видов грибов, собранных из серого слоя нескольких торфяных болот на северо-востоке США. Они идентифицировали пять грибов, оказывающих токсическое действие на бактерию. Дальнейшие эксперименты сузили эти эффекты до трёх различных веществ, производимых разными грибами: патулина, цитринина и нидулалина А.

Каждое из трёх соединений, по-видимому, оказывает своё токсическое действие на туберкулёзную палочку, серьёзно нарушая клеточный уровень класса соединений, известных как тиолы, — несколько из которых играют важную роль в молекулярных процессах, помогающих поддерживать жизнь и функциональность бактериальных клеток.

Исследователи отмечают, что сами эти три соединения вряд ли станут хорошими кандидатами в лекарства. Однако, особенно учитывая сходство среды торфяного болота с туберкулёзными очагами, результаты подтверждают конкретную стратегию разработки препаратов, сокращающих лечение: нацеливание на биологические процессы, поддерживающие уровень тиолов в туберкулёзной бактерии.

Авторы добавляют: «Патогенные микобактерии, подобные тем, что вызывают болезни человека — проказу и туберкулёз, — в изобилии встречаются на сфагновых торфяных болотах, где кислая, гипоксическая и бедная питательными веществами среда порождает ожесточённую микробную конкуренцию.

Мы выделили грибы из таких болот и провели скрининг на тех, кто конкурирует напрямую с микобактериями, с помощью совместного культивирования, и обнаружили, что все эти грибы нацелены на один и тот же физиологический процесс в микобактериях, используя несколько химически различных механизмов».