Sistema para la eficacia y la citotoxicidad de detección de inhibidores de focalización intracelular<em> Mycobacterium tuberculosis</em

Mycobacterium tuberculosis, el agente causal de la tuberculosis (TB), es una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en todo el mundo. TB-Drogas sensible es una enfermedad tratable que requiere múltiples antibióticos para un período de 6 meses. A pesar de ser una enfermedad tratable, la mortalidad por tuberculosis se estimó en 1,5 millones en 2015 ^1. En los últimos 10 años, han aumentado las preocupaciones sobre la prevalencia de resistente a los medicamentos M. tuberculosis. Multirresistente TB (MDR-TB) se define como la tuberculosis que es resistente a al menos isoniazida (INH) y la rifampicina (RMP), y la mayoría de las cepas MDR-TB son también resistentes para seleccionar fármacos antituberculosos de segunda línea, lo que limita las opciones de tratamiento . Los efectos de la resistencia a los medicamentos crean un mayor desafío para el tratamiento de pacientes coinfectados con virus de inmunodeficiencia humana (VIH); 400.000 pacientes en todo el mundo murieron de tuberculosis asociada al VIH en 2015 ^1. Lamentablemente, los Estados Unidos de Alimentos y Medicamentos Administración ha aprobado sólo un nuevo medicamento contra la tuberculosis MDR-TB, bedaquiline, en los últimos 40 años ^2. Se necesitan con urgencia los avances en la búsqueda de mejores y más cortas las terapias de TB con el fin de mantenerse a la vanguardia en la lucha contra la tuberculosis y la tuberculosis multirresistente.

Tradicionalmente, las pantallas de drogas TB se llevan a cabo en condiciones de crecimiento in vitro en medio de crecimiento, con lo que se añaden compuestos a un cultivo en crecimiento y de su eficacia en la erradicación de los microorganismos se determinó por recuento de unidades formadoras de colonias (UFC) en medio sólido. Como recuentos de CFU requieren mucho trabajo, mucho tiempo, y costoso, diversos métodos indirectos se han desarrollado para aliviar este problema. Tales métodos incluyen el ensayo Alamar Blue viabilidad ^3, la determinación de la fluorescencia ⁴ de la proteína verde fluorescente (GFP) o luminiscencia ⁵ a partir de bacterias de luciferasa que expresan, y la estimación de la adenosina trifosfato total de (ATP) ^{6, 7.}

TB típica se caracteriza por una infección por M. tuberculosis del pulmón, donde las bacterias residen y se replican dentro de las fagosomas de los macrófagos alveolares ^8. El simple pantalla fenotípica en caldo puede adaptarse a los patógenos extracelulares; sin embargo, en la perspectiva histórica, golpean compuestos contra M. tuberculosis identificados mediante este método a menudo no logran cumplir con las expectativas durante las etapas de validación aguas abajo en modelos de infección. Proponemos que los medicamentos antituberculosos se realiza mejor en un modelo de infección de la célula huésped intracelular. Sin embargo, los modelos intracelulares poseen muchas barreras tecnológicas y biológicas a screening (HTS) el desarrollo de alto rendimiento. Un gran obstáculo es la complejidad del proceso de infección, ejemplificada por numerosos pasos y el elaborado eliminación de bacterias extracelulares en el medio de lavado. Un segundo obstáculo importante es el largo tiempo de requirements, como la detección de crecimiento, normalmente realizado por CFU contando en placas de cultivo, es un proceso que toma más de 3 semanas en completarse. Una solución para reemplazar los recuentos de CFU ha sido proporcionada por microscopía fluorescente automatizado en combinación con las bacterias fluorescentes. Sin embargo, esta solución requiere una inversión inicial del equipo que está fuera del alcance de muchos laboratorios de investigación. A simple, de bajo costo, y el método HTS-enfermedad pertinente mejoraría en gran medida el proceso de descubrimiento de fármacos.

En este estudio, se presenta un nuevo sistema, HTS modular que está dirigido a proporcionar un rápido y altamente escalable, con todo económica, ensayo adecuado para determinar la actividad de los compuestos contra M. tuberculosis intracelular. Este sistema se compone de tres módulos: (i) intracelular, (ii) la citotoxicidad, y (iii) ensayos in-caldo. El resultado final combinado proporciona una descripción completa de las propiedades del compuesto, con información adicional en cuanto al modo de acción potencial. este SCsistema reening se ha utilizado en varios proyectos con diversas bibliotecas de compuestos que modo de acción objetivo, incluyendo el análisis de la sinergia de drogas ^9, la estimulación de la autofagia ^10, y la inhibición de M. tuberculosis -secreted factor de virulencia (no publicado). Los compuestos de modo de acción desconocido también se han estudiado ^11. Una versión modificada de este método fue también adoptado por nuestro socio industrial como método de cribado primario de identificar nuevos compuestos contra intracelular M. tuberculosis ^11.