Tuberkulose: Enzym offenbart eine neue Schwachstelle

Eine neu identifizierte Schwachstelle von Mycobacterium tuberculosis könnte es ermöglichen, im Rahmen neuer Tuberkulose-Therapien den Erreger gezielt anzugreifen.

Tuberkulose stellt global nach wie vor eine große Gesundheitsgefahr dar. Schätzungen zufolge trägt etwa ein Viertel der Weltbevölkerung eine latente Tuberkulose-Infektion in sich. Allein im Jahr 2023 gab es laut einer aktuellen Mitteilung der University of Surrey mehr als elf Millionen Fälle einer aktiven Tuberkulose sowie 1,3 Millionen Todesfälle aufgrund der Infektion. M. tuberculosis sei vor allem deshalb so erfolgreich, weil es über eine bemerkenswerte metabolische Flexibilität verfüge.

An der nun vorgelegten umfangreichen Studie waren Wissenschaftler der University of Surrey, des Imperial College London, der University of Birmingham (alle Großbritannien), des Indian Institute of Science (Indien) und der University of California Irvine (USA) beteiligt. Gemeinsam identifizierten die Forschenden ein besonderes regulatorisches Protein. Es fungiert als eine Art molekularer Kontrollschalter und ermöglicht es M. tuberculosis, auf entscheidende Energiequellen zuzugreifen, die das Bakterium benötigt, um im Wirt zu überleben und die Erkrankung auszulösen.

Dr. Jane Newcombe, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der University of Surrey und Hauptautorin der Studie, erklärt: „Tuberkulose ist nach wie vor eine weitgehend unkontrollierte Pandemie, die überproportional stark die am stärksten marginalisierten Bevölkerungsgruppen trifft.“ Leider werde für die Tuberkulose nur einen Bruchteil der finanziellen Mittel und Ressourcen zur Verfügung gestellt, die für Krankheiten aufgebracht werden, von denen Menschen aller sozioökonomischen Schichten gleichermaßen betroffen sind. „Infolgedessen hinkt unser grundlegendes Verständnis dieses Erregers noch immer hinterher“, bedauert die Forscherin.

Für das Überleben des Bakteriums wichtiges Enzym

Mithilfe biochemischer Analysen und systembiologischer Untersuchungen hat das Team um Newcombe in seiner Studie nun ein Enzym identifiziert, das es als Virulence Associated DiKinase (VadK) bezeichnet. VadK spielt eine entscheidende Rolle im Nährstoffmetabolismus – auch in Bezug auf Nährstoffe, die für das Überleben des Bakteriums im Wirt unerlässlich sind – und ist für das Auslösen der Tuberkulose durch das Bakterium erforderlich.

„Unsere Arbeit zeigt, dass dieses Enzym seine Funktion gewissermaßen gewandelt hat“, erläutert Co-Autor Dr. Tom Mendum von der University of Surrey, der den Namen VadK vorschlug. „VadK hat sich aus einem Stoffwechselenzym namens Pyruvat-Phosphat-Dikinase zu einem spezialisierten Regulator entwickelt, der dem Tuberkulose-Bakterium hilft, während der Infektion zu gedeihen.“ Durch die Erstellung von Stammbäumen stellten die Wissenschaftler zudem fest, dass sich VadK-ähnliche Enzyme bei anderen bakteriellen Krankheitserregern offenbar mehrfach unabhängig voneinander entwickelt haben. Dies deutet ihrer Ansicht nach darauf hin, dass VadK – oder verwandte Proteine ​​– in breiterem Umfang zur bakteriellen Virulenz beitragen und einen gemeinsamen Schwachpunkt darstellen könnten, an dem künftige Antibiotika ansetzen könnten.