Малые некодирующие РНК Mycobacterium tuberculosis как регуляторы взаимодействия "патоген-хозяин"
Туберкулёз, хроническое инфекционное заболевание, вызываемое бактерией Mycobacterium tuberculosis, уносит ежегодно почти 2 млн жизней (WHO report 2016). Болезнь протекает преимущественно в форме бессимптомной латентной инфекции, в настоящее время около 1/4 популяции являются носителями. Широко распространяются штаммы M. tuberculosis со множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ) и широкой лекарственной устойчивостью (ШЛУ). Существует настоятельная необходимость обойти молекулярные механизмы, вызывающие резистентность и создать принципиально новые подходы к терапии. Жизненный цикл микобактерии в инфицированном организме проходит через несколько стадий: непосредственно инфицирование и развитие болезни - переход в латентное состояние, характеризующееся наличием жизнеспособных бактерий со сниженным уровнем репликации, - выход из латентного состояния - рецидивирующий туберкулез. Спектр проявлений инфекции зависит как от особенностей иммунного ответа хозяина на патоген, так и от способности микобактерий противостоять этому ответу. Выявление и исследование новых молекулярных цепей адаптации M. tuberculosis к иммунной защите хозяина при персистировании в макрофагах представляет собой важную научно-прикладную проблему, на решение которой направлен настоящий проект. Многовековая ко-эволюция M.tuberculosis и его хозяина позволила патогену выработать набор стратегий, позволяющих эффективно бороться с системами защиты организма хозяина. Регуляторные белки, некодирующие РНК и их мишени составляют сложные регуляторные сети, позволяющие патогену адаптировать свой метаболизм на различных стадиях развития инфекции. Известно, что малые РНК бактерий модулируют широкий спектр физиологических ответов и регулируют ключевые этапы жизнедеятельности у целого ряда возбудителей заболеваний. В последнее время обсуждается идея о том, что малые РНК внутриклеточных патогенных бактерий могут не только адаптировать бактериальный транскриптом под меняющиеся условия, но также взаимодействовать с транскриптомом инфицированного организма, вмешиваясь тем самым в процессы антибактериальной защиты. В данном проекте мы формулируем идею о роли малых РНК M tuberculosis MTS1338 и MTS0997 как регуляторов, запускающих каскад реакций для демпфирования повреждающих факторов макрофагов. Будут проведены комплексные исследования по выявлению роли этих малых РНК в патогенезе туберкулеза, для чего будут созданы мутантные штаммы с делетироваными генами этих малых РНК и изучены их характеристики в системе in vitro (в жидкой среде), при заражении этими штаммами макрофаг-подобных культур, первичных культур макрофагов, а также в системе in vivo в мышиных моделях инфекции. Другим направлением будет исследование процессов секреции данных малых РНК в цитоплазму инфицированных макрофагов и поиск эукариотических мишеней этих малых РНК, а также молекулярных путей, на которые могут оказывать воздействие эти малые РНК. Подобные исследования ранее не проводились. Полученные результаты позволят предложить способы модуляции иммунного ответа при персистировании М.tuberculosis внутри макрофагов воздействием на экспрессию (подавление) данных малых РНК.
6 Января 2018 года 31 Декабря 2020 года
Список публикаций по проекту
- (2020). Use of Genetically Encoded Fluorescent Aptamers for Visualization of Mycobacterium tuberculosis Small RNA MTS1338 in Infected Macrophages. Dokl Biochem Biophys 493 (1), 185–189
- (2020). Small RNAs of Mycobacterium tuberculosis in Adaptation to Host-Like Stress Conditions in vitro. APPL BIOCHEM MICRO+ 56 (4), 381–386
- (2021). Mycobacterium tuberculosis small rna mts1338 confers pathogenic properties to non-pathogenic mycobacterium smegmatis. Microorganisms 9 (2), 1–18
- (2019). Resuscitation of Dormant “Non-culturable” Mycobacterium tuberculosis Is Characterized by Immediate Transcriptional Burst. Front Cell Infect Microbiol 9, 272
- (2019). MTS1338, A Small Mycobacterium tuberculosis RNA, Regulates Transcriptional Shifts Consistent With Bacterial Adaptation for Entering Into Dormancy and Survival Within Host Macrophages. Front Cell Infect Microbiol 9, 405
- (2019). A new antisense phosphoryl guanidine oligo-2′-O-methylribonucleotide penetrates into intracellular mycobacteria and suppresses target gene expression. Front Pharmacol 10 (SEP), 1049
- (2021). Small Noncoding RNAs and Their Role in the Pathogenesis of Mycobacterium tuberculosis Infection. Biochemistry (Mosc) 86 (Suppl 1), S109–S119
- (2021). Small Noncoding RNAs MTS0997 and MTS1338 Affect the Adaptation and Virulence of Mycobacterium tuberculosis. Microbiol Res (Pavia) 12 (1), 186–195