Właściwie każdy miał w swoim życiu okazję przekonać się o tym, jak istotna jest medycyna oraz jej osiągnięcia. Bez względu na to, czy potrzebujemy niewielkiej pomocy, czy też poważnej ingerencji specjalisty, nie bylibyśmy w stanie się bez niej obyć. Niestety, wciąż istnieje wiele dolegliwości, z którymi nawet najtęższe światowe umysły jeszcze sobie nie poradziły. Wciąż panująca pandemia COVID-19 pokazała natomiast, iż musimy być przygotowani także na pojawianie się kolejnych zagrożeń. Dlatego też tak istotne jest, aby nauki medyczne (choć nie tylko) dalej się rozwijały. Możliwe jest to za sprawą licznych badaczy, wkładających swój czas i wysiłek w to, aby nasze życie i zdrowie były bezpieczne. Przykładem takowych mogą być choćby specjaliści tacy, jak mikrobiolog i immunolog David G. Russell, który bada choroby zakaźne. Duża część jego pracy poświęcona jest jednej, niezwykle groźnej i wbrew pozorom niewymarłej przypadłości – gruźlicy. Lata badań nie poszły jednak na marne, a wśród wielu istotnych odkryć, związanych z tym zagadnieniem, są fluorescencyjne szczepy Mtb. [1] Choć brzmi to skomplikowanie, to skutek jest prosty – najnowsze osiągnięcie światowej sławy naukowca pozwoli pomóc wielu ludziom na całym świecie. To natomiast wystarczający powód, aby przyjrzeć się mu dokładniej.
TB – tubercule bacillus
Zanim przejdziemy do samej gruźlicy, wyjaśnijmy co jest jej przyczyną. Otóż są to naturalnie występujące w przyrodzie mykobakterie, czyli tzw. prątki. Nie wszystkie z nich stanowią zagrożenie dla ludzkiego organizmu, jednakże niektóre z nich już i tak należą do nich [2] m.in. prątki z grupy Mycobacterium tuberculosis complex (MTB) odpowiedzialne właśnie za gruźlicę (tubercule bacillus, TB) [3]. Jest to niezwykle groźna choroba zakaźna, a sama przypadłość atakuje głównie płuca, ale także układ kostny, płciowy, moczowy, limfatyczny oraz ośrodkowy układ nerwowy. Narażone są również m.in. naczynia krwionośne, skóra czy węzły chłonne. W przypadku zaatakowania płuc, wśród objawów mogą pojawić się: ból w klatce piersiowej, gorączka, dreszcze, niewydolność oddechowa, spadek masy ciała, przewlekły kaszel, a nawet krwioplucie. Przy ingerencji w obszarze mózgu konsekwencją może być np. zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych. Jak więc widać, zagrożenie ze strony TB jest szerokie, a jej skutki mogą być nieodwracalne i prowadzić nawet do śmierci. Co istotne, szczególnie narażone na tę chorobę są osoby o osłabionym układzie odpornościowym, np. w wyniku nieuleczalnych i przewlekłych przypadłości.
Brak świadomości zagrożenia
W wielu regionach świata, w tym w Europie Środkowo-Zachodniej, gruźlica już od lat nie wydaje się problemem. Stało się tak m.in. dzięki wprowadzonej w 1921 roku szczepionce BCB (Bacillus Calmette-Guérin), zawierającej żywe, osłabione prątki bydlęce Mycobacterium bovis, nieszkodliwe już dla naszego organizmu, a jednocześnie stymulujące układ odpornościowy do walki z wariantem zagrażającym ludziom. Zarówno w Polsce, jak i w wielu innych krajach rozwiniętych, szczepionka przeciwko gruźlicy należy do tzw. szczepień obowiązkowych. [4] Obok leków jest to główną przyczyną opanowania tej choroby na poszczególnych terenach, co jednocześnie może dawać mylne wrażenie ich mieszkańcom, iż groźba została zażegnana. Niestety, nie jest to prawdą.
W wielu regionach, np. Afryki Południowej, Europy Wschodniej i Azji, gruźlica wciąż stanowi realne i ogromne zagrożenie. Sprawa jest na tyle poważna, że TB jest obecnie „największym zabójcą wśród chorób zakaźnych na świecie” [5] i jest określana przez WHO (Światową Organizację Zdrowia) jako globalne niebezpieczeństwo. Co więcej, obserwowany jest także proces „odradzania się” gruźlicy w krajach, w których od dłuższego czasu była ona uśpiona. Spowodowane jest to wzrostem ilości osób niedożywionych, bezdomnych, chorych na AIDS i cukrzycę, a także uzależnionych od alkoholu czy narkotyków. Wszystkie powyższe przykłady są bowiem czynnikami ryzyka w przypadku gruźlicy. Nie pomaga także zyskująca na popularności tendencja, przejawiająca się w ogólnej niechęci do szczepień, przez co kolejne osoby nie otrzymują koniecznego zabezpieczenia przed tym zagrożeniem. [6]
Problematyczny wróg
Dlaczego TB pomimo wielu wysiłków i lat badań wciąż stanowi problem? Przyczyn jest niestety wiele, jednak mają one pewne główne źródło. Jak już wspomniano, gruźlicę u ludzi wywołują prątki z rodzaju Mycobacterium tuberculosis complex, do których należy kilka szczepów MTB, różniących się między sobą, a jednym z nich jest Mycobacterium tuberculosis, od którego pochodzi nazwa całej grupy. [7] Szczepionka Bacillus Calmette-Guérin natomiast ma ograniczone działanie w zależności od rodzaju gruźlicy. Przez to, choć ma ona wysoką skuteczność „w zapobieganiu ostrym, ogólnoustrojowym postaciom gruźlicy, tj. gruźlicze zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych”, to „szczepionki BCG wykazują relatywnie niską skuteczność w zapobieganiu najczęstszej, płucnej postaci gruźlicy”. [8] Co więcej, jak wykazały testy tego specyfiku, o ile w Europie jego skuteczność została udowodniona, to już np. w Stanach Zjednoczonych wykazywał on znacznie mniejszy poziom ochrony ze względu na to, że dominuje tam inny rodzaj szczepu. Niestety, naukowcom do dziś nie udało się opracować uniwersalnej szczepionki przeciwko gruźlicy, czyli takiej, która przeciwdziałałaby wszystkim jej odmianom i szczepom wywołujących ją bakterii. [9] Co więcej, wśród odmian Mycobacterium tuberculosis complex znajdują się też m.in. szczepy lekooporne, które z oczywistych względów utrudniają leczenie osób zakażonych, a na świecie wciąż pojawiają się nowe formy bakterii tego typu.
Kolejną trudność stanowi także to, że zakażenie u części pacjentów jest letalne, czyli uśpione. Zjawisko to występuje dość często m.in. u osób wyleczonych z gruźlicy, w których organizmie pozostają nieaktywne pozostałości po pierwotnym zakażeniu. Po jakimś czasie mogą one zostać aktywowane przez nowe czynniki i mowa w takim przypadku o nawrocie choroby. Większym problemem jest jednak to, że letalność może dotyczyć także tych, którzy nie przechodzili wcześniej TB. [10] Dlaczego jest to tak istotne? Ze względu na utajenie, ponad 90% osób zarażonych gruźlicą nie wykazuje objawów choroby i często nawet aż do śmierci (w wyniku innych przyczyn) nie zdają sobie sprawy, że są nosicielami. [11] Brak objawów klinicznych i ewentualnych podstaw do przeprowadzenia badań pod kątem tej choroby z oczywistych względów uniemożliwia jej wykrycie, a tym samym leczenie. Skoro jesteśmy już przy diagnostyce, to jest to jedno z najtrudniejszych zagadnień w kontekście gruźlicy i jednocześnie największy problem na drodze do jej zwalczenia.
Jak walczyć bez rozpoznania wroga?
Rozpoznanie gruźlicy nawet przy wystąpieniu objawów jest problematyczne, ponieważ symptomy nasuwają jedynie podejrzenie choroby i są charakterystyczne także dla innych przypadłości. W przypadku RTG klatki piersiowej wyniki także nie dają jednoznacznej diagnozy, ponieważ obraz TB może być podobny do innych schorzeń płucnych. Jedną z metod rozpoznania jest także tzw. próba tuberkulinowa, jednak stosowana jest ona bardziej poglądowo, a nie do wystawienia dokładnej diagnozy, gdyż jej wynik może być fałszywie dodatni lub fałszywie ujemny.
Ostatecznym sposobem jest diagnostyka mikrobiologiczna. W celu jej przeprowadzenia pobiera się materiał biologiczny od pacjenta, np. w formie plwociny, a następnie hoduje się na nim prątki i sprawdza ich zachowanie, a także lekooporność. Problem w tym, że w przypadku szybszego z dwóch testów tego typu wyniki otrzymujemy od jednego do trzech tygodni. Natomiast w przypadku drugiego, częściej stosowanego, należy czekać aż około 2-4 miesiące. Jak duża jest to trudność nie trzeba chyba tłumaczyć. Jak więc widać, największym przeciwnikiem w walce medycyny z TB jest niewiadoma. Dotyczy to praktycznie wszystkich procesów związanych z tą chorobą, czyli zarówno procesu zakażenia, jej przebiegu, przeciwdziałania, jak również diagnostyki. [12]
Od podstaw do konkretów
David G. Russell, jak wcześniej wspomniano, za główny cel swoich badań obrał gruźlicę, a konkretnie ochronę przed nią oraz opracowanie skutecznej szczepionki. Jak zauważa naukowiec, „nie rozumiemy, czym jest ochrona immunologiczna przed gruźlicą, ani czym jest jej brak”, wciąż też nurtuje badaczy pytanie „co dyktuje progresję choroby u niektórych osób, gdy większość ludzi kontroluje infekcję?”. Co oczywiste więc, aby zwalczyć wroga, najpierw trzeba go poznać. Aby tego dokonać, wraz z zespołem postanowił on przyjrzeć się od podstaw czynnikom determinującym postęp choroby i powodom, przez które ludzie nie maja pojęcia o tym, że w ogóle są na TB chorzy. Laboratorium Russela stworzyło więc ciekawą metodę, umożliwiającą dokładniejsze zbadanie i obserwowanie szczepów MTB, a mianowicie ich fluorescencyjną wersję.
Dzięki fluorescencji naukowcy mogą obserwować zachowanie szczepów MTB u myszy w określonych warunkach i sprawdzić „które fenotypy komórek gospodarza kontrolują chorobę i które umożliwiają jej postęp”. Jak ogłosił autor projektu, dotychczas udało się już zidentyfikować „różne podzbiory makrofagów, które umożliwiają wzrost bakterii lub je kontrolują (…) Uważamy, że to stosunek lub równowaga tych podzbiorów komórek gospodarza determinuje postęp lub kontrolę choroby”. Laboratorium Russell, przy współpracy z Kalifornijskim Instytutem Badań Biomedycznych (Calibr), poszukuje także związków negatywnie wpływających na MTB wewnątrz komórek gospodarza. Co ciekawe, udało się już ustalić, iż szczepy te dostosowują swój metabolizm do poziomu cholesterolu i kwasów tłuszczowych nosiciela, które odżywiają, udzielają informacji i umożliwiają tym bakteriom rozwój i namnażanie.
Po testach na gryzoniach, kolejnym krokiem będą badania z udziałem ludzi, które będą odbywały się w Afryce, gdzie ilość zakażonych gruźlicą jest wyjątkowo wysoka. David G. Russell wyjaśnia, iż jest to niezbędne, ponieważ organizm myszy nie jest w stanie oddać całości procesów zachodzących w organizmach naczelnych, co jest konieczne do opracowania metod skierowanych do ludzi. Dotychczas uzyskane informacje już teraz stanowią jednak podwaliny nie tylko do opracowania skutecznych środków zapobiegających gruźlicy, w postaci szczepionki (dzięki odkryciu mechanizmów ich działania). Określenie m.in. roli cholesterolu dla MTB to również zupełnie nowe perspektywy na opracowane innowacyjnych leków zwalczających chorobę. Kto wie, może w przyszłości fluorescencyjne szczepy MTB same w sobie będą stanowić metodę do znacznie szybszej diagnostyki gruźlicy. [13]
To się nazywa postęp
Choć w teorii sprawienie, aby konkretne szczepy bakterii ulegały fluorescencji nie wydaje się czymś spektakularnym, to po osiągnięciach zespołu Davida G. Russella widać, iż tak właśnie jest. Nowatorskie podejście naukowe pozwoli na długo wyczekiwany przełom w walce z chorobą, która dotyka miliony ludzi na całym świecie, a w perspektywie może również ponownie zagrażać również w naszym kraju. To kolejny znak, że należy wspierać rozwój technologii i nauki w każdym względzie, ponieważ korzyści z tego będą wymierne dla każdego.
Źródła:
[3], [7] https://pl.wikipedia.org/wiki/Mycobacterium_tuberculosis_complex