Цитата: Удаленный пользователь от 27.03.2021, 11:53

Помогите остановить туберкулез 

Туберкулез (ТБ) - одно из самых опасных заболеваний в мире, которое поражает людей на протяжении тысячелетий. Около одной трети населения мира является носителем бактерии туберкулеза, и только в 2014 году 1,5 миллиона человек умерло, и Всемирная организация здравоохранения в настоящее время относит туберкулез к ВИЧ как самое смертоносное инфекционное заболевание в мире. Посредством Help Stop TB исследователи используют World Community Grid для борьбы с этой смертельной болезнью.

Фон

Mycobacterium tuberculosis - это медленный убийца, который часто остается бездействующим в течение длительных периодов времени, прежде чем воспользоваться возможностью превратиться в активную болезнь ТБ. Плохое питание, пожилой возраст или ослабленная иммунная система могут ускорить начало активной формы туберкулеза. Это заболевание, передающееся воздушно-капельным путем, чаще всего передающееся от одного человека к другому через кашель, попадающий в легкие. Симптомы могут начинаться с кашля, похудания и лихорадки, переходить в затрудненное дыхание и кашель с кровью и могут распространяться на другие органы.

Проблема

Несмотря на то, что для борьбы с туберкулезом были разработаны вакцина и несколько лекарств, у бактерии туберкулеза вырабатывается устойчивость к доступным методам лечения. Медикаментозное лечение может длиться до двух лет, но когда пациенты прерывают или прекращают лечение, у бактерий может развиться резистентность. Все это, наряду с непостоянной доступностью лекарств и повышенным риском заражения ВИЧ-инфицированных пациентов с ослабленной иммунной системой, способствовало возобновлению заболевания. В настоящее время почти половина заболевших в Европе устойчивы как минимум к одному лекарству, а 4% всех случаев во всем мире устойчивы к комбинации лекарств.

Предложенное решение

Бактерия имеет необычную оболочку, которая защищает ее от многих лекарств и иммунной системы пациента. Среди жиров, сахаров и белков, содержащихся в этой оболочке, бактерия ТБ содержит тип жирных молекул, называемых миколиновыми кислотами. Help Stop TB будет использовать огромные вычислительные мощности, предоставленные участниками World Community Grid, для моделирования поведения этих молекул во многих их конфигурациях, чтобы лучше понять, как они обеспечивают защиту бактерий ТБ. Ученые надеются использовать полученную информацию, чтобы, наконец, разработать более эффективные методы лечения этой смертельной болезни.

О проекте

Эта проблема

Туберкулез (ТБ) является одним из крупнейших мировых убийц. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) сообщила о 9 миллионах впервые диагностированных случаев и более 1,5 миллионах человек, умерших от этого заболевания в 2014 году. Более полумиллиона случаев были зарегистрированы среди детей. старше 15 лет. В западном мире угроза туберкулеза снизилась благодаря тщательному лечению и сдерживанию до такой степени, что большая часть населения не рассматривает это заболевание как риск. Тем не менее, рост числа штаммов с множественной лекарственной устойчивостью и рост инфицирования ВИЧ в сочетании со снижением показателей вакцинации в некоторых регионах привели к возрождению туберкулеза. Недавно осведомленность об этой болезни повысилась благодаря ежегодному празднованию Всемирного дня борьбы с туберкулезом 24 марта.

Что такое туберкулез

Туберкулез вызывается бактериями Mycobacterium tuberculosis (M. tb). Он распространяется воздушно-капельным путем при чихании или кашле инфицированного человека. После первоначального заражения, если не удалить его, бактерии M. tb переходят в состояние покоя, в котором они могут уклоняться от обнаружения иммунной системой организма. Однако это означает, что инфекция может появиться снова через несколько месяцев или даже лет. Типичные симптомы активной инфекции ТБ включают постоянный кашель, лихорадку, потерю веса и ночную потливость. Если инфекцию не лечить, бактерии могут вызвать повышенное повреждение легких и распространиться по всему телу, заражая другие органы. Такая безудержная инфекция в конечном итоге может привести к смерти. Лечение неосложненной туберкулезной инфекции длится более 6 месяцев и требует комбинации антибиотиков. Если лечение неэффективно или прерывается слишком рано, бактерии становятся устойчивыми к лекарствам, что приводит к распространению инфекции, если ее не остановить.

M. tb - это особенно старое заболевание, случаи которого были выявлены в захоронениях людей более 4000 лет назад, а также данные окаменелых бизонов, свидетельствующие о том, что этому заболеванию не менее 17 500 лет. Болезнь была особенно эндемичной в Северной Америке и Европе с 17 по 19 века, и считается, что она убила больше людей, чем любое другое микробное заболевание в истории. Борьба с туберкулезом в этих регионах стала достигаться после Второй мировой войны с массового принятия вакцины БЦЖ в сочетании с введением в 1952 году одного из первых антибиотиков, эффективных против бактерий, изониазида, за которым последовал другой класс антибиотиков. рифамицины в 1957 году.

Множественная лекарственная устойчивость

Устойчивость бактерий к лекарствам, доступным для лечения туберкулеза, растет во всем мире, что делает лечение туберкулеза еще более сложной задачей. В настоящее время около 500 000 диагностированных случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (в этих случаях M. tb устойчив к изониазиду и рифампицину). Более опасная форма туберкулеза с широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ), при которой M. tb резистентна к другим доступным лекарствам, помимо изониазида и рифампицина, была зарегистрирована в 100 странах. По мере того как эти препараты теряют свою эффективность, угроза заражения туберкулезом во всем мире возрастает.

Туберкулез и ВИЧ

Туберкулезная инфекция представляет собой особую проблему в регионах с высоким уровнем инфицирования вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), таких как страны Африки к югу от Сахары, а уровни коинфекции, по оценкам, достигают 13% от общего числа случаев. У людей, страдающих обоими этими заболеваниями, гораздо больше шансов умереть, и их сложнее диагностировать из-за отсутствия стандартных иммуномаркеров. Лечение пациентов с латентной ТБ-инфекцией стандартными препаратами против ВИЧ может привести к тяжелым осложнениям, известным как воспалительный синдром восстановления иммунного иммунитета (ТБ-ВСВИ), поэтому ранняя диагностика и лечение ТБ имеют решающее значение.

Сопутствующие заболевания

Mycobacterium tuberculosis - это часть семейства микобактерий. Другие болезни в этом семействе включают туберкулез крупного рогатого скота и барсуков (M. bovis), птичий туберкулез, который может инфицировать пациентов с ВИЧ (M. avium), проказу (M. leprae) и язву Бурули (M. ulcerans).

Предлагаемое решение

Микобактерии имеют очень необычную внешнюю оболочку, которая важна для их выживания и обеспечивает защиту как от поступающих лекарств, так и от иммунной системы хозяина. Мы знаем, что изменения этого внешнего покрытия могут привести к появлению гораздо менее опасных бактерий. Help Stop TB специально воздействует на молекулы этой внешней оболочки. Что особенного в внешнем покрытии M. Tb? Большинство бактерий имеют внешнюю оболочку или мембрану, которая помогает защитить их от внешней среды. Эти мембраны обычно состоят из смеси жиров, сахаров и белков, выполняющих разные функции. В частности, жиры действуют как барьер против проникновения воды и других водорастворимых молекул в бактерии. M. tb и другие микобактерии имеют дополнительный слой жиров в клеточной стенке. Эти жиры в 3-5 раз длиннее, чем у других бактерий, и содержат уникальную химическую сигнатуру. Эти особые жиры, известные как миколиновые кислоты, представляют интерес для данного проекта.

Иммунный ответ и внешняя оболочка M. Tb

Миколиновые кислоты и их производные иногда способны вырваться из клеточной стенки M. tb, и было показано, что эти свободные миколиновые кислоты инициируют различные иммунные ответы. Что еще более важно, у ВИЧ-инфицированных пациентов они могут активировать иммунные ответы, альтернативные тем, которые обычно отключаются при ВИЧ-инфекции, что дает нам потенциальный альтернативный способ быстрого выявления заражения туберкулезом с помощью анализов крови. То, как миколиновые кислоты могут действовать как антигены (промоторы иммунного ответа), тесно связано с тем, как эти молекулы могут складываться, какую форму принимают эти складки и насколько они плотны. Часть информации, которую мы собираем для Help Stop TB, поможет нам понять это явление.

Цели проекта

Конкретные цели проекта «Помогите остановить туберкулез»:

• Создать базу данных структур миколиновой кислоты, охватывающую различные варианты встречающихся в природе молекул.

• Чтобы узнать, как эти изменения влияют на способ складывания этих молекул - как в воде, так и в более мембраноподобных (клеточных стенках) средах.

• Получение данных моделирования, необходимых для создания полномасштабных моделей мембран, которые будут напрямую способствовать лучшему пониманию поведения молекулы в ее естественной среде.

• Чтобы лучше понять различные эффекты миколиновых кислот и их производных на иммунную систему. Конкретные цели, перечисленные выше, в конечном итоге являются способом улучшения нашего понимания того, как туберкулез защищает себя от лекарств и атак со стороны иммунной системы хозяина, с более широкой целью разработки стратегий, позволяющих уклоняться от этой защиты.

Другие источники:

Чтобы узнать больше о туберкулезе:

• Всемирная организация здравоохранения: http://www.who.int/topics/tuberculosis/en/ • Центры по контролю и профилактике заболеваний: http://www.cdc.gov/tb/

• Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID): https://www.niaid.nih.gov/topics/tuberculosis/Pages/Default.aspx • Национальная служба здравоохранения (NHS): http://www.nhs.uk/conditions/Tuberculosis/Pages/Introduction.aspx