Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Раздвигая границы

Суббота, 21 Март, 16:03, superhimik.livejournal.com

   Во время поиска коллаборации для FINES Project мне удалось познакомиться со многими людьми, которые занимаются нейрофизиологией. Не могу сказать, что всё было чинно-благородно – хватало курьёзных случаев, о которых я, в случае успеха проекта, постараюсь рассказать.
   А совсем недавно мне самому сделали очень интересное предложение – помочь организовать скрининг веществ на биологическую активность. Поскольку исходно биологическая активность синтетикам была неизвестна, то меня также попросили посмотреть, какой активностью могут обладать вещества.
   У меня неплохая визуальная память, и я быстро углядел в предоставленных мне структурах черты веществ, которые обладают активностью в отношении микобактерий туберкулёза, а также паттерны, которые говорят о том, что вещества могут влиять на нервную систему. Поскольку о нервной системе я пишу уже больше года, поговорим о другом – как проводить скрининг веществ на туберкулоцидную активность.
   Несмотря на то, что микробиологические исследования дёшевы и относительно просты, в случае туберкулёза возникают принципиальные трудности. Их, в основном, две. Первая – работа с патогенными микобактериями опасна, потому что есть риск заражения даже при применении серьёзных мер предосторожности. Во-вторых, микобактерии туберкулёза растут очень медленно, так что скрининг получается растянутым во времени, что очень затрудняет работу. Менее серьёзные трудности заключаются в том, что в зависимости от условий испытаний (состав питательной среды, рН и т.п.) могут быть получены различные результаты, т.е. активное вещество может быть принято за неактивное и наоборот.
   Поскольку мне, в случае привлечения к проекту, предстоит участвовать в планировании скрининговой программы, то пришлось немного озаботиться этими нюансами и подумать о различных путях решения проблемы.
   Ещё одно замечание. Я не очень-то сведущ в биологии, но у меня есть опыт в организации именно микробиологического тестирования. Кроме того, стоит задача финансовой оптимизации проекта и выполнения её в пределах Беларуси, что и делает моё участие в предполагаемом проекте полезным. Ну и, конечно, моя помощь абсолютно бесплатна.
   Итак, как в мире решаются обозначенные выше проблемы.
   В принципе, мне давно известно, что, например, дезинфицирующие средства тестируют на сапрофитном микроорганизме рода Mycobacterium – Mycobacterium terrae. Это практически безвредный микроорганизм (хотя известны случаи заболевания), работа с которым не требует серьёзных предосторожностей. Однако он не лишён недостатков «традиционной» палочки Коха, так как растёт почти так же долго – около месяца. Принципиально проблему отсроченной фиксации результатов в случае M. terrae удалось решить. В ДНК этого микроорганизма был внедрён ген флуоресцентного белка. Это помогло следующим образом. Даже когда колонии не видны невооружённым глазом, можно поместить ёмкость с питательной средой в прибор и по интенсивности флуоресценции определить, происходит ли ингибирование роста микроорганизма. Правда, в Беларуси такого генномодифицированного микроорганизма нет.
   Кстати, микобактерия туберкулёза не является рекордсменом по низкой скорости роста. Её перещеголял родственный микроб, M. leprae, который вызывает проказу. До сих пор его не научились культивировать на средах, и для поиска лекарственных средств приходится использовать дорогостоящие модели in vivo.
   Существуют, однако, и быстрорастущие микобактерии, например, Mycobacterium smegmatis, колонии которой на питательной среде можно увидеть через 3-5 дней после посева, что существенно, до 5-10 раз, ускоряет проведение исследования.

Колонии M. smegmatis на среде Левенштейна — Йенсена. Источник: кликнуть.

   Но при работе с M. smegmatis исследователь получает другую проблему. M. smegmatis – также сапрофитный микроорганизм (хотя отмечены редкие случае инфекций у людей) с отличной от патогенной палочки Коха биохимией. Было проведено интересное исследование, в котором вещества, заведомо обладающие активности в отношении микобактерий туберкулёза, тестировали на M. smegmatis. Оказалось, что около 50 % веществ должной активности не показали. Таким образом, при использовании в скрининге M. smegmatis высок риск ложноотрицательного ответа, т.е. необнаружения активного по отношению к возбудителю вещества, что, согласитесь, очень неудобно.

Сравнительная микобактерицидная активность химических веществ. Вещество считается проявившим активность, если его МИК (минимальная ингибирующая концентрация) не более 12,5 мкг/мл. Обратите внимание, что M. smegmatis - наиболее устойчивый микроорганизм. Источник: Mudassar Altaf et al.// Tuberculosis. 2010, vol. 90, p. 333-337.

   Ну, не могу не упомянуть про умников, которые и в этот сапрофитный микроорганизм внедрили флуоресцентный белок и наснимали кучу живодёрских роликов о том, как дохнут от антибиотиков бедные светящиеся микобактерии. Смотреть глумление тут.
   «Есть ли ещё какие-либо альтернативы?», – задался я вопросом, и углубился в литературный поиск. Оказалось, что исследователи в поисках подходящей модели прошлись по роду Mycobacterium достаточно плотно, но вытянули в относительно свежей статье на свет божий самородок – Mycobacterium aurum, названный, видимо, так за жёлтый цвет образуемых им на плотной питательной среде колоний.

Определение МИК в отношении M. aurum с использованием микрометода. Источник: A. Gupta and S. Bhakta//J. Antimicrob. Chemother. 2012, vol. 67, p. 1380–1391.

   По скорости роста эта микобактерия занимает промежуточное положение между M. smegmais и M. tuberculosis. Так, на чашке её колонии становятся различимы на 8 день, но если исхитриться и применить специальную методику, по сути – микрометод, то различимый глазом рост можно заметить и на 5-ые сутки. Что важно, при тестировании стандартной панели противотуберкулёзных препаратов это микроорганизм показывает схожий со своим патогенным сородичем, т.е. M. tuberculosis, профиль ингибирования. Осталось только понять, пылится есть ли этот микроорганизм в белорусских музеях.
   Вот такие пироги.
   И ещё немного в качестве послесловия.
   То, о чём я написал выше, представляет собой только самый первый этап скрининга веществ на туберкулоцидную активность, за которым должны следовать и другие этапы in vitro и in vivo.

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)