Un nou marker molecular ar putea revoluționa testele pentru tuberculoză

Tuberculoza (TBC), provocată de Mycobacterium tuberculosis, rămâne cea mai letală boală infecțioasă din lume, cu aproximativ 10 milioane de cazuri și peste 1 milion de decese anual. Una dintre provocările majore în combaterea TBC este diagnosticarea sa rapidă și precisă, în special în regiunile cu resurse medicale limitate. Cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au făcut un pas semnificativ spre o astfel de soluție, dezvoltând un marker molecular care permite identificarea selectivă și rapidă a unui glicolipid-cheie din peretele celular al bacteriei, oferind premisele unui test simplu, eficient și ieftin pentru tuberculoză.
Peretele celular al Mycobacterium tuberculosis este remarcabil de complex și bogat în glicani – molecule zaharice implicate în interacțiunea cu celulele gazdă și în evaziunea răspunsului imun. Dintre acești glicani, ManLAM (mannose-capped lipoarabinomannan) este un component esențial al virulenței bacteriene, fiind implicat în suprimarea activării celulelor imune. Cu toate acestea, până acum nu existau metode eficiente de etichetare și urmărire a acestor glicani, din cauza absenței unor grupări chimice reactive specifice care să permită bioconjugarea.

Despre studiu

Etichetarea glicolipidului ManLAM

Echipa de la MIT, coordonată de prof. Laura Kiessling, a exploatat o trăsătură chimică rară a glicolipidului ManLAM: prezența unui monozaharid neobișnuit, metiltioxilofuranoză (MTX), care conține un tioeter – o grupare cu un atom de sulf între doi atomi de carbon. Acest tip de legătură apare extrem de rar în glicanii bacterieni, fiind regăsit doar la câteva specii, dintre care Mycobacterium tuberculosis este cea mai relevantă patologic.

Folosind un compus reactiv numit oxaziridină, cercetătorii au reușit să marcheze specific glicanii care conțin MTX, fără interferențe cu proteinele celulare sau alți constituenți. Eticheta a fost cuplată cu o sondă fluorescentă, permițând vizualizarea în direct a distribuției glicolipidului ManLAM în peretele bacterian.

Specificitate și validare

Etichetarea a fost aplicată atât în cultură bacteriană, cât și în modele de infecție celulară. Când s-a testat pe Mycobacterium smegmatis, o bacterie non-patogenă fără MTX, nu s-a observat semnal fluorescent, confirmând specificitatea markerului. Mai mult, prin urmărirea bacteriilor marcate în macrofage umane, cercetătorii au arătat că ManLAM rămâne ancorat în peretele celular pentru cel puțin câteva zile după infecție, contrar unor ipoteze anterioare care susțineau că glicanii ar fi eliberați în mediul intracelular pentru a modula imunitatea.

Implicații pentru diagnostic

Această descoperire oferă o cale promițătoare pentru dezvoltarea unor teste rapide și neinvazive pentru tuberculoză. Actualmente, diagnosticul TB implică fie teste moleculare costisitoare, fie cultivarea bacteriei din spută – un proces lent și ineficient, cu o rată ridicată de fals negative, mai ales la copii sau persoane imunocompromise.

Eticheta pe bază de oxaziridină, aplicabilă în probe de urină, ar putea permite detectarea ManLAM în cantități mici, inclusiv în stadiile incipiente ale bolii. Acest tip de test ar oferi un avantaj logistic important, fiind mult mai simplu de realizat și mai accesibil în zone cu infrastructură medicală deficitară.

Rezultate esențiale

• Markerul pe bază de oxaziridină etichetează eficient și specific glicolipidul ManLAM în M. tuberculosis, fără reacții încrucișate cu alte specii bacteriene.
• Etichetarea a permis vizualizarea distribuției ManLAM în cadrul infecției celulare, demonstrând că glicolipidul nu este eliberat imediat în celulele gazdă.
• Această tehnologie poate fi folosită pentru:

• Studii asupra modului de intrare și supraviețuire a bacteriei în macrofage
• Evaluarea modificărilor induse de antibiotice asupra peretelui celular
• Dezvoltarea unor noi teste de diagnostic non-invazive și rapide

Concluzii și perspective

Descoperirea etichetării selective a glicolipidului ManLAM cu ajutorul oxaziridinelor reprezintă un pas major în cercetarea tuberculozei, atât din perspectiva fundamentală – înțelegerea patogenezei – cât și din cea clinică – dezvoltarea de instrumente noi de diagnostic. Având în vedere necesitatea globală acută pentru teste rapide și ieftine pentru TB, în special în țările cu venituri mici și medii, această tehnologie are un potențial transformator în sănătatea publică globală.