Borrelia burgdorferi i jej unikalny enzym – przełom w terapii chorób odkleszczowych

Naukowcy odkryli enzym, który może stanowić doskonały cel do opracowania nowych terapii przeciwko boreliozie oraz potencjalnie innym chorobom przenoszonym przez kleszcze. Wyniki badań opublikowano w czasopismie „mBio”, wydawanym przez Amerykańskie Towarzystwo Mikrobiologiczne.

Borelioza jest najczęściej raportowaną chorobą przenoszoną przez kleszcze w Stanach Zjednoczonych i Europie. Wywołująca ją bakteria – Borrelia burgdorferi – rozwinęła specyficzne szlaki metaboliczne, pozwalające jej przetrwać złożony cykl życia w środowisku naturalnym. Część z tych szlaków stanowi unikalny i potencjalnie idealny cel do opracowania nowych strategii terapeutycznych przeciwko boreliozie.

W swoich wcześniejszych pracach naukowcy z Virginia Commonwealth University ustalili, że Borrelia burgdorferi, w odróżnieniu od innych mikroorganizmów, nie wykorzystuje tiaminy jako kofaktora. Zamiast tego bakteria ta polega na dehydrogenazie mleczanowej (BbLDH), enzymie przekształcającym pirogronian w mleczan, co pozwala utrzymać równowagę stosunku NADH/NAD+. Równowaga ta jest kluczowa dla regulacji wewnątrzkomórkowego stanu redoks, mającego bezpośredni wpływ na przeżycie komórek.

W nowym badaniu naukowcy postanowili ustalić dokładną rolę BbLDH w patofizjologii B. burgdorferi oraz zbadać możliwość wykorzystania tego enzymu jako celu terapeutycznego. W pierwszej kolejności opisali szczegółowo cechy biochemiczne i strukturalne BbLDH, korzystając z metod genetycznych, biochemicznych oraz krystalografii rentgenowskiej. Następnie przeprowadzili badania polegające na eliminacji funkcji enzymu, wykazując, że BbLDH jest niezbędny zarówno do wzrostu bakterii in vitro, jak i do jej zdolności zakażania organizmu gospodarza in vivo. Dodatkowo naukowcy przeprowadzili przesiewowe badania wysokoprzepustowe (high-throughput screening), identyfikując kilka nowych inhibitorów LDH.

– Odkryliśmy, że BbLDH posiada unikalne właściwości biochemiczne i strukturalne, które są kluczowe dla wzrostu oraz zakaźności B. burgdorferi – powiedział autor korespondencyjny pracy, dr Chunhao (Chris) Li, profesor Edward Myers Endowed, Philips Research Institute for Oral Health przy School of Dentistry, Virginia Commonwealth University. – Enzym BbLDH może posłużyć jako idealny cel do stworzenia specyficznych inhibitorów, które potencjalnie umożliwią leczenie oraz profilaktykę boreliozy.

Istotny wpływ boreliozy na zdrowie publiczne napędza rosnące zapotrzebowanie na nowe, skuteczniejsze terapie. – Nasze wyniki rzucają również nowe światło na rolę LDH w patofizjologii innych patogenów przenoszonych przez kleszcze – podsumował Li.

Źródło: American Society for Microbiology