La tubercolosi è una malattia infettiva comune e spesso letale che circola dagli albori dell'umanità. È causata da un batterio, Mycobacterium tuberculosis; si tratta di un piccolo bacillo aerobico, non mobile, che tende a depositarsi nei polmoni dai quali poi si diffonde, attraverso la tosse o gli starnuti, attraverso l'aria. È stato trovato nelle ossa di mummie egiziane e una volta era la causa di quasi il 25% di tutti i decessi in Europa.
La tubercolosi rimane la seconda malattia infettiva più letale al mondo (dopo l'HIV) e ha un tasso di insorgenza significativamente alto nei paesi africani, sudamericani e asiatici, dove il tasso di morte è ovunque da 250-3000 + per 100.000.
L'Organizzazione mondiale della sanità (OMS) stima che circa 1/3 della popolazione mondiale sia stata infettata dal bacillo della tubercolosi (sebbene il 90-95% rimanga asintomatico) e circa 1,5 milioni di persone muoiano ogni anno a causa di essa.
In laboratorio, la tubercolosi può anche essere difficile da sottoporre a screening, con una replicazione di 16-20 ore (rispetto a meno di un'ora per la maggior parte degli altri batteri) e può richiedere 3-4 settimane per formarsi su un terreno solido prima che qualsiasi test in vivo possa essere eseguito.
Questo può essere un ostacolo significativo per una rapida ricerca sugli antibiotici de novo e Nuria Andreu, del Dipartimento di Medicina dell'Imperial College di Londra, e collaboratori volevano usare la luciferasi per cambiare le cose.
Questo non vuol dire che la bioluminescenza non sia già stata utilizzata in passato nello studio della tubercolosi. I ricercatori usano BLI sui ceppi di TB da quasi 20 anni, ma non necessariamente con il ceppo vivo del batterio o con l'imaging in vivo - in topi vivi.
La dottoressa Andreu voleva perfezionare un gene reporter con FFluc in un ceppo virulento di M. tuberculosis. Innanzitutto, l'FFluc dovrebbe essere modificato per spostare il segnale verso il rosso, in modo che il segnale sia più termostabile. Ciò è stato ottenuto mutando sei amminoacidi nella sequenza per sviluppare un emettitore che spostava il segnale di emissione da 560 nm a 620 nm.
In secondo luogo, hanno dovuto sviluppare un reporter privo di integrasi in M. tuberculosis e stabilizzare il segnale del reporter FFluc nelle generazioni successive.
Il reporter privo di integrasi ha risposto con una ritenzione superiore al 99% del gene reporter dopo tre mesi di crescita in vitro, rispetto al solo tasso di ritenzione del 60% per il ceppo genitore!
In definitiva, questo studio mostra grandi progressi nella coltura di un ceppo reporter virulento di M. tuberculosis che può essere utile nella ricerca farmaceutica.
La dottoressa Andreu è stata in grado di rilevare la presenza di batteri nei polmoni di topi vivi dopo solo due settimane dall'infezione; soprattutto, sono stati in grado di effettuare una rapida valutazione dell'efficacia degli antibiotici, trattando i topi malati con isoniazide (un composto organico spesso utilizzato come farmaco di prima linea nel trattamento della tubercolosi di cui avevo detto QUI).
Sono stati in grado di vedere una diminuzione di quasi 9 volte del segnale BLI per i topi trattati rispetto al gruppo di controllo dopo soli sette giorni di trattamento.
In definitiva, questo sembra essere un ottimo sistema per lo sviluppo precoce in laboratorio di nuovi antibiotici. Poiché la resistenza nella tubercolosi continua a diffondersi, abbiamo bisogno di nuove forme di trattamento per iniziare a eliminare la malattia nelle fasce più povere del mondo dove la tubercolosi dilaga e il bilancio delle vittime rimane alto.
(articolo consultato all'inizio del lavoro: QUI)
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