Patogeneza gruźlicy: wirulencja i przeżycie prątków
W ramach finansowanego przez UE projektu SYSTEMTB (Systems biology of Mycobacterium tuberculosis) opracowano na bazie biologii systemów plan badań modelowych prątka gruźlicy, który jest jej czynnikiem etiologicznym. Przy użyciu najnowocześniejszych technik, takich jak sekwencjonowanie nowej generacji, naukowcy kompleksowo przebadali przeżywalność MTb w ludzkich makrofagach, takich jak komórki THP-1. Ich celem było znalezienie wrażliwego punku tego patogenu do celowania terapeutyków. W projekcie SYSTEMTB uzyskano zestawy danych ilościowych o tym mikroorganizmie z dziedziny transkryptomiki, proteomiki, metabolomiki, genomiki strukturalnej, lipidomiki i glikomiki. Przy użyciu tych danych opracowano też modele komputerowe metabolizmu, sieci regulatorowych i mechanizmów regulacji transkrypcji. Narzędzia te umożliwiły naukowcom zbadanie wewnątrzkomórkowego funkcjonowania prątków i określenie strategii przetrwania MTb w organizmie człowieka. Z biblioteki znaczonych fluorescencyjnie MTb namnożono ponad 2000 klonów i przekazano je członkom konsorcjum. Badacze z powodzeniem stworzyli realistyczny obraz przystosowania otoczki komórkowej MTb do różnych stresorów. Zwiększyło to wiedzę dotyczącą fizycznych oddziaływań, struktur, funkcji i lokalizacji białek MTb. Dzięki projektowi SYSTEMTB uzyskano ujednolicony, bazujący na ograniczeniach, całogenomowy model metabolizmu i transportu u MTb. Stanowi on obecnie najbardziej uniwersalny model metabolizmu prątka gruźlicy i obejmuje 1192 reakcji i 915 geny, przy czym ponad 83% reakcji skojarzonych jest z genami. Istotnej wiedzy o aktywizacji utajonego MTb dostarczył zwłaszcza dynamiczny model jego centralnego metabolizmu węgla. Powinno to pomóc w identyfikacji obiecujących celów leków lub szczepionek, jak również biomarkerów. Na podstawie wyników projektu powstał szereg publikacji. Baza danych PeptideAtlas pozostaje najobszerniejszym źródłem informacji proteomicznych na temat prątka gruźlicy. Baza danych SRMAtlas zawiera oznaczenia całego proteomu tej bakterii wykonane metodą spektroskopii mas. W bazie danych PASSEL zawarto dane doświadczalne o każdym z białek z bazy SRMAtlas, uzyskane w oznaczeniach monitorowania wybranych reakcji (SRM). Kluczem do sukcesu projektu SYSTEMTB było zintegrowanie metod bioinformatyki z badaniami strukturalnymi i czynnościowymi. Wyniki badawcze ukazały obiecujące strategie leczenia utajonej gruźlicy, a stworzone w ramach projektu SYSTEMTB technologie omiczne są już wykorzystywane w innych badaniach nad MTb.
Słowa kluczowe
Gruźlica, prątek gruźlicy, biologia systemów, model, metabolizm węgla, omika
