ტუბერკულოზის მკურნალობის გენეტიკური მეთოდები
მიიჩნეოდა, რომ დაავადება უმეტესად ემართებოდათ განსაკუთრებული სოციალური ჯგუფის წარმომადგენლებს, მაგალითად, უსახლკაროებს, მათხოვრებს, პატიმრებს, მაგრამ სამედიცინო პრაქტიკაში აღწერილია შემთხვევები, როდესაც ტუბერკულოზის დიაგნოზი ექიმისთვისაც და პაციენტისთვისაც მოულოდნელი ყოფილა. აქედან გამომდინარე, შეიძლება დავასკვნათ, რომ დაავადება წარმოიშობა ადამიანის ორგანიზმის გენეტიკური თავისებურებების, მიკობაქტერიასა და გარემო ფაქტორებს შორის რთული ურთიერთქმედების შედეგად.
დღეისათვის კარგად არის შესწავლილი დაავადების გამომწვევი მიკობაქტერიის ბიოლოგიური თვისებები, ამ ბაქტერიით ადამიანის ორგანიზმის დასნებოვნების ხასიათი და პირობები, მაგრამ ჩვენი ორგანიზმის თავდაცვითი სისტემისა და მისი მოქმედების მექანიზმთა მოლეკულურ-გენეტიკური მეთოდებით შესწავლა ტუბერკულოზით დაავადების დროს ჯერ კიდევ საწყის სტადიაშია. ასეთი გამოკვლევებით მიღებული მონაცემები დაგვეხმარება, დავადგინოთ ინფექციური აგენტის მიმართ ჩვენი ორგანიზმის რეზისტენტობის გენეტიკური მექანიზმი. გამოკვლევათა შედეგად მიღებული მონაცემები მცირედი, მაგრამ იმედისმომცემია. ტუბერკულოზის საწინააღმდეგო იმუნიტეტისა და მისი გენეტიკური კონტროლის მექანიზმთა შესწავლის მთავარი მიმართულება, იმ გენთა ლოკალიზაციისა და მოქმედების მექანიზმის დადგენაა, რომლებიც განსაზღვრავს ტუბერკულოზის მიმართ რეზისტენტულობას. ტუბერკულოზის ბაქტერია ძალზე გამძლეა გარემო ფაქტორების მიმართ, ნესტიან და ბნელ ადგილზე იგი 7 წლამდე ცოცხლობს, ბნელ და მშრალ ადგილებში, მაგალითად, ავადმყოფის ნახველის გამოშრობის ან მტვერში მოხვედრის შემდეგ - 10-12 თვე, ქუჩის მტვერში - 2 თვემდე, წიგნის ფურცლებზე - 3 თვემდე, წყალში - 5 თვემდე და ა.შ. მისი გენომი შეიცავს 4 000-მდე გენს, რომელთა უმრავლესობა პასუხისმგებელია სხვადასხვა ცილის სინთეზზე. კოხის ჩხირები აზიანებენ არა მარტო ფილტვებს, არამედ სხვა ორგანოებსაც - ძვლებს, თვალებს, კანს, თირკმელს, შარდის გამომყოფ ორგანოებს... დაავადების წყარო ძირითადად დაავადებული ადამიანია, რომელიც ხველისას ბაქტერიებს გამოყოფს. დასნებოვნება, როგორც წესი, ხდება დახურულ შენობებში კონტაქტისას. დადგენილია, რომ დაავადებული ადამიანი დღე-ღამეში გამოყოფს 7 მილიარდამდე ბაქტერიას. კოხის ჩხირი გამრავლებისას გამოყოფს ტოქსინებს და წამლავს მასპინძელს, ვითარდება ტუბერკულოზური ინტოქსიკაცია. როგორ იქცევა ტუბერკულოზის ბაქტერია, როდესაც ჩვენს ორგანიზმში მოხვდება? ის აზიანებს ჩვენი ორგანიზმის დამცავ უჯრედებს - მაკროფაგებს, შეიჭრება მათში და იქ მრავლდება. მაკროფაგები ის უჯრედებია, რომლებსაც მიკრობთა შებოჭვა და მათი მონელება - დაშლა და უვნებელყოფა - ევალებათ. მაკროფაგებია სისხლის უჯრედები - მონოციტები, კაპილართა ენდოთელური უჯრედები, ალვეოლათა კედლების უჯრედები და ა.შ. ფაგოციტებს შესწევთ უნარი, ბაქტერია ჯერ კიდევ მანამდე ამოიცნონ, ვიდრე ჩვენი ორგანიზმი დაიწყებდეს მის საწინააღმდეგოდ ანტისხეულის გამომუშავებას. ამ ფუნქციას ფაგოციტი ასრულებს მრავალრიცხოვანი რეცეპტორის საშუალებით, რომლებიც მის მემბრანაზეა მოთავსებული. რეცეპტორები მგძნობიარენი არიან ბაქტერიის მიერ გამომუშავავებული სხვადასხვა ნივთიერების მიმართ. ამოცნობის შემდეგ ფაგოციტი გარს ეხვევა ბაქტერიას, ცოტა ხნის შემდეგ ბაქტერია აღმოჩნდება ფაგოციტის ციტოპლაზმაში, ოღონდ ის გარშემორტყმულია პატარა ბუშტუკით. ამ მიკრობიან ბუშტუკს ფაგოსომა ეწოდება. შემდგომ ფაგოსომა უნდა დაუკავშირდეს მეორე ბუშტუკს, რომელიც მომნელებელ ფერმენტებს შეიცავს. მას ლიზოსომა ეწოდება. გაერთიანებულ ორ ბუშტუკს, რომლებშიც ბაქტერია დაიშლება და მოინელება, ფაგოლიზოსომას ვუწოდებთ. ფაგოციტის მიერ მიკრობთა შთანთქმისა და გაუვნებელყოფის პროცესს ფაგოციტოზი ეწოდება. მაგრამ ტუბერკულოზის ბაქტერიით დასნებოვნების შემთხვევაში ფაგოციტოზის პროცესი ირღვევა: ამ პროცესის საწყისი ეტაპები უცვლელი რჩება, მაგრამ დანარჩენ ეტაპებს თვით ბაქტერია წარმართავს. ტუბერკულოზის მიკრობიანი ბუშტუკი, ფაგოსომა, ნაცვლად იმისა, რომ ლიზოსომას შეერწყას, ფაგოციტის ციტოპლაზმაში იწყებს ხეტიალს. ამ დროს ბაქტერია მრავლდება, თანაც იმდენად სწრაფად, რომ სულ მოკლე ხანში ივსება ბაქტერიებით. ესე იგი, ტუბერკულოზის ბაქტერიას შესწევს უნარი, შეაჩეროს ფაგოციტისა და ლიზოსომის შერწყმა და ფაგოლიზოსომის ჩამოყალიბება. მაგრამ ბუნებამ ისიც გაითვალისწინა, რომ ფაგოციტი ყოველთვის ვერ შეძლებდა მიკრობის დამარცხებას, ამიტომ ასეთი შემთხვევებისთვის შექმნა უჯრედთა თვითგანადგურების პროგრამა - აპოპტოზი. ჩვეულებრივ, მიკრობებით სავსე უჯრედი რთავს თვითგანადგურების პროგრამას, რაც იმით გამოიხატება, რომ დასნებოვნებული უჯრედი პატარა ბუშტუკებად იშლება. ამით იგი საშუალებას აძლევს სხვა იმუნურ უჯრედებს, მაგალითად, სხვა ფაგოციტებს, მიკრობი მათთვის უფრო ხელმისაწვდომი გახადოს. გარდა ამისა, აპოპტოზის დროს წარმოიქმნება სპეციალური სასიგნალო მოლეკულები, რომელთა საშუალებითაც იმუნური სისტემა საშიშროების შესახებ იღებს ინფორმაციას. იმ ფაგოციტებში, რომლებშიც ტუბერკულოზის ჩხირია ჩაბუდებული, არც ეს პროცესები მიმდინარეობს - კოხის ჩხირი აპოპტოზის პროცესებს აფერხებს. ამგვარად, იმუნური სისტემა გაფრთხილებას მეტისმეტად გვიან იღებს, მაშინ როდესაც ორგანიზმის უჯრედთა უმრავლესობა დასნებოვნებულია, ფაგოციტი კი ისე იღუპება, რომ თავისი სიკვდილითაც კი ვერ ეხმარება ორგანიზმს. ფაგოციტებთან ბრძოლის მოგების შემდეგ კოხის ჩხირი არ აძლევს მათ საშუალებას, გადასცენ ორგანიზმს ინფორმაცია მომხდურის შესახებ, ინფექციის კერაში კოხის ჩხირის დასამარცხებლად მოსული ათასობით ფაგოციტი იღუპება ტუბერკულოზის ბაქტერიის მიერ გამომუშავებული ტოქსინის ზემოქმედების შედეგადაც. ამ გამოკვლევებმა ნათელყო, რომ ჩვენს იმუნურ სისტემას ინფიცირების საწყის ეტაპზეც და შემდგომაც ტუბერკულოზის ბაქტერიის წინააღმდეგ ბრძოლაში დახმარება სჭირდება. კერძოდ, საჭიროა ისეთი ახალი პრეპარატის შექმნა, რომელიც იმუნურ სისტემაზე ისე იმოქმედებს, რომ მას დაავადების გამომწვევის აღმოჩენასა და უვნებელყოფაში შეუწყობს ხელს.
დადგენილია, რომ ადამიანი ტუბერკულოზით მხოლოდ იმ შემთხვევაში ავადდება, თუ ტუბერკულოზის მიკობაქტერია მის ორგანიზმში მოხვდა. თუმცა დაავადების გამომწვევის ორგანიზმში შეჭრა აუცილებელი, მაგრამ არასაკმარისი პირობაა დაავადების განვითარებისთვის. ეპიდემიოლოგიური გამოკვლევებით დადასტურებულია, რომ ადამიანთა უმრავლესობა ინფიცირებულია ტუბერკულოზის მიკობაქტერიით, მაგრამ ტუბერკულოზით ავადდება მხოლოდ მათი მცირე ნაწილი, 5-15%. დანარჩენი მოსახლეობა, მიუხედავად ინფიცირებისა, რეზისტენტულია ტუბერკულოზის ბაქტერიის მიმართ. გარდა ამისა, ტუბერკულოზი გამოირჩევა კლინიკური პოლიმორფიზმით, რაც დაავადების სხვადასხვა ფორმით გამოვლინებაში აისახება: ის შეიძლება მიმდინარეობდეს როგორც უსიმპტომოდ, ასევე ფილტვის ფართო დესტრუქციული პროცესებით, სწრაფად ან ქრონიკულად, იყოს როგორც კეროვანი, ასევე ინფილტრაციული. ყოველივე ზემოთქმული იმაზე მიგვანიშნებს, რომ ტუბერკულოზის განვითარება მხოლოდ ტუბერკულოზის მიკობაქტერიასა და გარემო ფაქტორების გავლენაზე კი არ არის დამოკიდებული, არამედ ორგანიზმის გენეტიკურ თვისებებზეც, კერძოდ, მის იმუნიტეტზე. მრავალი ფაქტი გვიდასტურებს, რომ ტუბერკულოზის განვითარებაში გარკვეულ როლს ასრულებს გენეტიკური მახასიათებლებიც, მაგალითად, დაავადებულის ნათესავებს შორის ტუბერკულოზით ავადობის მაღალი სიხშირე, იმ შემთხვევებშიც კი, როცა ნათესავებს არ აქვთ მჭიდრო ოჯახური კონტაქტი, ან მონოზიგოტურ ტყუპებში ამ დაავადების ალბათობის კვლევისას გამოვლენილი კორელაცია - ერთი ტყუპისცალის დაავადების შემთხვევაში მეორე ტყუპისცალის დაავადების მაღალი რისკი და ა.შ. რომელი „იმუნური“ გენები მოქმედებენ ტუბერკულოზის საწინააღმდეგო იმუნიტეტის ჩამოყალიბებაზე?
თანამედროვე მოლეკულურ-გენეტიკურმა გამოკვლევებმა გამოავლინა ტუბერკულოზის მიმართ მგრძნობიარე გენები და გენომში მათი ლოკალიზაციის ადგილი. ამ გენებს მიეკუთვნება:
1. ადამიანის ლეიკოციტური ანტიგენები - HLA. ისინი ადამიანის მე-6 ქრომოსომაში არიან მოთავსებული. HLA ანტიგენები წარმოადგენენ უჯრედის ზედაპირზე არსებულ ერთგვარ ანტენებს, რომელთა საშუალებითაც იგი განასხვავებს საკუთარი ორგანიზმისა და მისთვის უცხო უჯრედებს - ბაქტერიებს, ვირუსებს, სიმსივნურ უჯრედებს და სხვა. საჭიროების შემთხვევაში მათ სიგნალებს შეუძლიათ, გაააქტიურონ იმუნური სისტემა. იმუნური სისტემა კი, თავის მხრივ, გამოიმუშავებს სპეციალურ ანტისხეულებს და ორგანიზმიდან უცხო აგენტის გაძევებასა და უვნებელყოფას უზრუნველყოფს.
2. მაკროფაგთა რეზისტენტობის ცილა 1-ის გენი - NRAMP1. იგი მე-2 ქრომოსომაშია ლოკალიზებული. ეს გენი განსაზღვრავს ფაგოციტთა ფუნქციის თანდაყოლილ უკმარისობას.
3. D ვიტამინის რეცეპტორთა გენები და სხვა. როგორც ცნობილია ანტიბიოტიკების გამოჩენამდე ტუბერკულოზს D ვიტამინით ანუ თევზის ქონითა და მზის აბაზანებით მკურნალობდნენ. ეს რეცეპტორი მე-12 ქრომოსომაზეა ლოკალიზებული და ფუნქციური კავშირი აქვს თ-ლიმფოციტთან.
ექსპერიმენტებთან ერთად მიმდინარეობს ტუბერკულოზის საწინააღმდეგო იმუნიტეტის მექანიზმთა არა მარტო შესწავლა, არამედ სხვადასხვა მეთოდის, უფრო სწორად, ამ მეთოდების საშუალებით მიღებულ ნივთიერებათა გამოყენება ფთიზიატრიაში. ეს მეთოდებია ჰიბრიდომული ტექნოლოგია, გენური ინჟინერია და თ-უჯრედული კლონირება. ჰიბრიდომული ტექნოლოგიის საშუალებით მიიღეს მიკობაქტერიის ანტიგენების საწინააღმდეგო მონოკლონური ანტისხეულების დიდი ნაკრები. თ-უჯრედული კლონირება - ეს არის ერთი თ-ლიმფოციტიდან თაობების მიღება. თ-უჯრედული კლონირების ერთ-ერთი მთავარი ამოცანაა ტუბერკულოზის საწინააღმდეგო ეფექტური ვაქცინის შექმნა. ტუბერკულოზთან ბრძოლაში გენური ინჟინერიის მეთოდების ჩართვის იდეა ახალი არ არის. მეცნიერები ყველაზე მეტი და რთული ამოცანების გადაწყვეტას სწორედ ამ მეთოდს უკავშირებენ. შარშან აინშტაინის სამედიცინო კოლეჯის მეცნიერებმა უილიამ ჯეიკობსის ხელმძღვანელობით გამოაქვეყნეს სტატია, რომელშიც თავიანთი ექსპერიმენტის შესახებ მოგვითხრობდნენ. მათ გადაწყვიტეს, გამოეყენებინათ მიკობაქტერიის უნარი, სწრაფად განიცადოს მუტაცია თვით ამ ბაქტერიის საწინააღმდეგოდ. ამ მიზნით შექმნეს გენმოდიფიცირებული ტუბერკულოზის ბაქტერია, რომელსაც შეცვლილი ჰქონდა გენთა სტრუქტურა. შეცვლილი გენი ასინთეზებდა ისეთ მუტანტურ ცილას, რომელიც იწვევდა ბაქტერიის უჯრედში ტოქსინთა დაგროვებას და მის სიკვდილს. მიღებულია აგრეთვე გენურ-ინჟინერული სპეციფიკური ცილები მიკობაქტერიების სხვადასხვა შტამის საწინააღმდეგოდ. ყველაზე პერსპექტიულ მიმართულებად კი მიიჩნევა რეკომბინანტული ცილების გამოყენება ახალი თაობის ვაქცინების შესაქმნელად.