Белок LamA позволяет микобактериям создавать разнообразные популяции и избегать действия лекарств

Подгруппы бактерий, вызывающих туберкулёз (ТБ), могут сохраняться даже после уничтожения антибиотиками основной популяции. Необходимость уничтожения этих устойчивых субпопуляций — одна из причин длительных курсов лечения ТБ. Исследователи показали, что единственный белок позволяет микобактериям генерировать разнообразные популяции, способные избегать действия противотуберкулёзных препаратов. Этот белок может стать мишенью для терапии: его блокировка может снизить разнообразие микобактерий и сократить сроки лечения. Исследование поддержано Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID), входящим в состав Национальных институтов здоровья США (NIH).

Эрик Дж. Рубин (Eric J. Rubin) из Гарвардской школы общественного здравоохранения и Э. Геспер Рего (E. Hesper Rego) из Йельской школы медицины с коллегами сначала изучили Mycobacterium smegmatis — близкого родственника Mycobacterium tuberculosis (Mtb), возбудителя ТБ.

С помощью флуоресцентных репортёрных молекул и микроскопии в режиме замедленной съёмки они наблюдали за отдельными клетками в процессе роста и деления. Микобактерии могут производить дочерние клетки путём асимметричного роста, что приводит к образованию генетически идентичных, но физиологически разнородных популяций. Механизмы, лежащие в основе этой способности, и степень влияния размера клеток, скорости роста и других физиологических свойств на выживаемость в популяциях микобактерий были плохо изучены.

Учёные определили, что белковый продукт одного гена, lamA, входит в состав белкового аппарата, активного при делении микобактерий. Этот белок, который, как известно, не существует у других палочковидных бактерий или организмов, по-видимому, обеспечивает асимметричный рост новых клеток микобактерий во время деления. Асимметричный рост приводит к появлению бактерий с широким разбросом физиологических свойств и чувствительности к антибиотикам.

В экспериментах с Mtb учёные обнаружили, что микобактерии без гена lamA образуют гораздо менее разнообразные популяции с более однородной чувствительностью к антибиотикам. Например, при воздействии препарата первого ряда рифампицина клетки Mtb, лишённые lamA, выживали хуже, чем дикие бактерии. По мнению исследователей, в будущем можно будет разработать способы ингибирования гена lamA или его белка. Это может привести к снижению вариабельности в популяциях Mtb и, возможно, к более равномерной уязвимости к лекарствам.