Estima -se que a tuberculose matasse cerca de 10 milhões de pessoas a cada ano e mate mais de 1 milhão por ano. Uma vez estabelecidos os pulmões, a parede celular espessa das bactérias ajuda a combater o sistema imunológico do hospedeiro.
A maioria das paredes da sala é feita de moléculas complexas de açúcar, conhecidas como glicano, mas não são bem compreendidas como esses glicanos ajudam a proteger as bactérias. Uma das razões é que eles não têm maneira fácil de rotular dentro da célula.
Os químicos do MIT agora superaram esse obstáculo, eles provam que podem rotular um glicano chamado Manlam usando uma molécula orgânica que reage com açúcar de enxofre específico. Esses açúcar são encontrados em apenas três espécies de bactérias, das quais as mais notórias e convencionais MycobacteriumMicróbios que causam TB.
Depois de rotular o glicano, os pesquisadores conseguiram imaginar onde estava localizado na parede da célula de bactérias, e as células imunológicas do hospedeiro foram capazes de estudar o que aconteceu nos primeiros dias de infecção por tuberculose.
Os pesquisadores agora esperam usar esse método para um desenvolvimento diagnóstico que possa detectar o glicano relacionado à TB em amostras de cultura ou urina, que podem oferecer uma alternativa barata e rápida aos diagnósticos existentes. Os raios-X do tórax e os diagnósticos moleculares são muito perfeitos, mas a taxa de TB é alta, onde nem sempre está disponível nos países em desenvolvimento. Nesses países, a TB é frequentemente diagnosticada pela cultura germinativa de uma amostra de escarro, mas há uma alta taxa de falsos negativos nesse teste e pode ser difícil fornecer uma amostra de escarro para alguns pacientes, especialmente crianças. Este teste requer muitas semanas para aumentar as bactérias, atrasando o diagnóstico.
“A professora da Novartis de Química do MIT e autora sênior do estudo, Laura Kisling, disse:” Não há muitas boas opções de diagnóstico, e há alguns pacientes que têm uma população que pode ser analisada.
A graduada do MIT, Stephanie Smelliansky, é a principal autora deste artigo, que aparecerá nesta semana Atividades da Academia Nacional de CiênciasOs outros autores incluem Chi-Wang MA, um MIT PostDok; Victoria Marando PhD ’23; Gregory Babunovich, um post -dok da Escola de Saúde Pública de Harvard Chan; Então, jovem Lee, estudante de pós -graduação do MIT; E professor associado Brian Bryson, do Departamento de Engenharia Biológica do MIT.
Rotulagem de glicano
Os glicanos são encontrados na maioria das superfícies celulares, onde desempenham funções críticas como a comunicação entre as células. Nas bactérias, o glicano ajuda os germes a entrar nas células hospedeiras e também entram em contato com o sistema imunológico do hospedeiro, em alguns casos, a resistência à resistência à bloqueio.
“Mycobacterium Existe realmente um envelope celular amplo que outras bactérias, e é uma estrutura rica composta por muitos glicanos diferentes “, diz Smelliansky”. Muitas vezes, algo inesperado é que esses glicanos também podem entrar em contato com nossas células hospedeiras. Quando nossas células resistentes reconhecem esse glicano, em vez de enviar qualquer sinal de perigo, ela pode enviar a mensagem oposta, sem perigo. “
Os glicanos são notoriamente difíceis de marcar com qualquer tipo de investigação, pois não têm uma sequência ou reatividade química distinta contra proteínas ou DNA que podem ser direcionadas. E, ao contrário das proteínas, elas não são codificadas geneticamente; portanto, as células não podem fazer com que engenharia de engenharia, como proteínas fluorescentes verdes, podem produzir açúcar marcado.
Um dos glicanos originais M. tuberculosisConhecido como o Manlam, ele contém um açúcar raro conhecido como MTX, que possui um outro – possui um outro – um átomo de enxofre é um sanduíche entre dois átomos de carbono. Este grupo químico apresentou a oportunidade de usar uma etiqueta de molécula pequena que foi criada anteriormente para conter um grupo semelhante para rotular a metionina, um aminoácido.
Os pesquisadores mostraram que essa tag é conhecida como oxaziridina, pode usar para rotular o manlam M. tuberculosisOs pesquisadores anexaram oxaziridina a uma investigação fluorescente e mostraram M. tuberculosisEsta etiqueta foi exibida na camada externa da parede da sala. Quando os pesquisadores abriram o rótulo Mycobacterium smmemetisUma bactéria relacionada que não causa a doença e não possui MTX de açúcar, eles não viram sinais fluorescentes.
Smiliansky diz: “Este é o primeiro procedimento que realmente nos permite imaginar um glicano”, diz Smelliansky.
O melhor diagnóstico
Os pesquisadores também mostraram que, depois de dar rotulados para Manlam M. tuberculosis Células, elas podem rastrear as células assim que forem infectadas com células de macrófagos. Alguns pesquisadores de tuberculose assumiram que as células de bactérias, uma vez agitaram o manlam dentro de uma célula hospedeira e os glicanos livres, em seguida, entram em contato com o sistema imunológico do hospedeiro. No entanto, a equipe do MIT descobriu que o glicano parece estar na parede da célula de bactérias pelo menos nos primeiros dias de infecção.
Smelliansky diz: “As paredes de suas células ainda estão conectadas a bactérias então
Os pesquisadores agora planejam usar esse método para estudar o que acontece nas bactérias, seguindo o tratamento com vários antibióticos ou após a resistência dos macrófagos. Pode ser usado para estudar mais detalhes sobre como a parede celular de bactérias é combinada e como as bactérias ajudam a entrar no macrófago e outras células.
“Ter uma alça para seguir as bactérias é realmente valioso e permitirá que você imagine os processos em células e animais, que foram desaparecidos anteriormente”, disse Kisling “, diz Kisling.
Ele espera usar esse método para criar novos diagnósticos para a tuberculose. Há um diagnóstico de desenvolvimento que usa anticorpos para detectar o manlam na amostra de urina. No entanto, esse teste funciona bem para pacientes com TB muito ativo, especialmente entre aqueles que são imunizados devido a HIV ou outras condições.
Usando seus sensores de molécula pequena em vez de anticorpos, a equipe do MIT espera desenvolver um teste mais sensível que possa detectar a urina na urina, mesmo que apenas pequenas quantidades estejam presentes.
Esta pesquisa foi financiada pela alergia nacional e doenças infecciosas, os Institutos de Saúde de Saúde, a National Science Foundation e a Crucher Fellowship.
