Informator uniwersytecki

OPUS 23

W ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki OPUS 23, którego kierownikiem jest dr hab. n. farm. Elwira Sieniawska, prof. uczelni, prowadzone są badania nad rolą produktów naturalnych w przezwyciężaniu lekooporności prątka gruźlicy (Mycobacterium tuberculosis). Projekt realizowany jest w konsorcjum naukowym z Instytutem Gruźlicy i Chorób Płuc oraz Uniwersytetem Warmińsko-Mazurski w Olsztynie.

Celem projektu jest określenie synergistycznego mechanizmu działania antybiotyków i produktów naturalnych (adiuwantów) wobec Mycobacterium tuberculosis poprzez zastosowanie połączenia metabolomiki, transkryptomiki i bioinformatyki oraz walidację wybranych kombinacji in vivo w modelu gruźlicy u Danio pręgowanego.

Proponowany projekt badawczy jest odpowiedzią na narastający w Polsce i na świecie problem lekooporności w leczeniu gruźlicy (TB). Gruźlicę wywołuje bakteria Mycobacterium tuberculosis posiadająca specyficzną woskową otoczką zewnętrzną, która jest nieprzepuszczalna dla leków i innych związków. Ryfampicyna, podstawowy lek stosowany w leczeniu wrażliwej gruźlicy, została wprowadzona ponad 70 lat temu. Standardowe schematy leczenia są długie i często nieskuteczne ze względu na wzrost liczby gruźlicy wysoce lekoopornej (XDR-TB), definiowanej jako gruźlica oporna na wiele leków (MDR-TB) z dodatkową opornością na co najmniej jeden z fluorochinolonów i jeden środków do iniekcji. Terapia XDR-TB trwa 5 lat i często jest nieskuteczna, lub kończy się śmiercią pacjenta. W dobie globalnych ruchów populacyjnych pojawienie się MDR-TB i XDR-TB sprawia, że leczenie gruźlicy jest ciągłym wyzwaniem. Rosnąca liczba uchodźców ekonomicznych przekraczających granice zmieniła stan epidemiologiczny w wielu krajach i zwiększyła możliwość rozprzestrzeniania się chorób zakaźnych. Jednocześnie jedyna licencjonowana szczepionka [Bacillus Calmette-Guérin (BCG)] do zapobiegania gruźlicy, która została wprowadzona prawie 100 lat temu, może zapobiegać rozwojowi ciężkich postaci gruźlicy u dzieci, ale nie jest skuteczna u dorosłych. Wobec powyższego, charakterystyka zmian metabolicznych bakterii pod wpływem synergistycznego działania antybiotyków i naturalnych adiuwantów będzie przydatna do zrozumienia ich sposobu działania oraz do opracowania nowych terapii wspomagających leczenie gruźlicy.

W projekcie wykorzystujemy integrację transkryptomiki i metabolomiki. Transkryptomika dostarcza informacji o funkcjonalnych elementach genomu i ujawnia globalne profile ekspresji genów w komórkach bakteryjnych. Opisuje związek między genami, transkryptami i fenotypem, co obrazuje stan metaboliczny komórek. Metabolomika odzwierciedla końcowe produkty transkrypcyjnej, translacyjnej i enzymatycznej aktywności komórki, a tym samym ujawnia informacje o stanie metabolicznym bakterii w warunkach fizjologicznych i stresowych. Połączenie obu strategii ujawnia funkcjonalne korelacje między genami o zróżnicowanej ekspresji, a zaburzeniami metabolizmu komórkowego w celu zidentyfikowania szlaków metabolicznych, na które ma wpływ działanie związków przeciwdrobnoustrojowych. Kolejnym krokiem jest walidacja aktywności in vivo w modelu gruźlicy u Danio pręgowanego. Wyniki projektu będą przydatne przy opracowywaniu nowych lub walidacji istniejących terapii wspomagających zwalczanie gruźlicy.