Gruźlica (TB) pozostaje poważnym globalnym zagrożeniem dla zdrowia, pomimo dostępności schematów chemioterapii przeciwgruźliczej od ponad 40 lat1. Wynika to częściowo z wymogu stosowania długich okresów leczenia wynoszących ponad 6 miesięcy przy użyciu wielu kombinacji leków, co prowadzi do nieprzestrzegania zaleceń przez pacjenta2. Pojawienie się lekoopornej gruźlicy w ostatnich latach jeszcze bardziej spotęgowało problemy w dziedzinie, w której pomyślny rozwój klinicznie zatwierdzonych leków praktycznie nie istnieje3. Rzeczywiście, pomimo wyczerpującego rozwoju leków przeciwgruźliczych, tylko jeden lek został zatwierdzony przez FDA do użytku klinicznego w ciągu ostatnich 40 lat4. Dlatego pilnie potrzebne są nowe generacje leków przeciwgruźliczych, aby rozwiązać ten problem.
Kluczowym problemem w odkrywaniu leków na gruźlicę jest brak udanego przejścia od związków o aktywności in vitro do skuteczności w warunkach klinicznych5,6,7. Początkowo do badań przesiewowych leków anty-Mtb stosowano podejścia oparte na celach5, które nie były w stanie przekształcić się w całe komórki bakteryjne. Nawet jeśli używane są komórki Mtb, często wykonuje się to przy użyciu kultur wyhodowanych w bulionie, które nie przewidują dokładnie skuteczności leku in vivo8,9. Problemy te zostały rozpoznane, a testy przesiewowe leków przeciwko makrofagom zawierającym Mtb lub utajonemu Mtb zostały pomyślnie ustanowione8,10,11,12. Jednak nawet te bardziej zaawansowane testy nie uwzględniają w wystarczającym stopniu barier penetracji, które leki napotykają w nieunaczynionych zmianach płucnych oraz w ogniskach martwiczych w miejscu zakażenia. Rzeczywiście, nawet w przypadku ryfampicyny, leku pierwszego rzutu na gruźlicę, nieoptymalne dawkowanie zostało zakwestionowane z powodu niewystarczającej penetracji tkanek in vivo i płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF)13,14,15, a także zmniejszoną skuteczność przeciwko wewnątrzkomórkowej Mtb8,9. W związku z tym nowe modele i testy, które uwzględniałyby te parametry we wczesnym procesie opracowywania odprowadzeń, niewątpliwie usprawniłyby wysiłki na rzecz odkrywania leków na gruźlicę.
Aby zaspokoić tę potrzebę, niedawno stworzyliśmy niedrogi, szybki i kompatybilny z BSL-2 alternatywny model infekcji do testowania skuteczności leków Mtb16. Ten model infekcji wytworzył gęsto upakowany Mtb w dużych strukturach agregatów makrofagów, które podsumowały fizjologicznie istotne bariery penetracji komórkowej i wygenerowały Mtb z pasażami makrofagów ze zmienionym stanem fizjologicznym przypominającym utajony Mtb. Mtb uzyskany z tego modelu infekcji połączono z testem mikromiareczkowania rezazuryny (REMA) w celu oceny skuteczności leku, który dał wyniki zgodne z innymi modelami infekcji wewnątrzkomórkowych i dobrze korelował z raportowaną zdolnością powszechnych leków na gruźlicę do osiągania wysokich stężeń płynu mózgowo-rdzeniowego w stosunku do stężeń w surowicy16.
Tutaj szczegółowo opisujemy generowanie struktur agregatów Mtb/makrofagów w celu wytworzenia Mtb z pasażami makrofagów, nadających się do testowania wrażliwości na leki za pomocą REMA. W szczególności pokazujemy, w jaki sposób ten system infekcji można dostosować do formatu 96-dołkowego w celu zapewnienia zgodności z przepływowymi badaniami przesiewowymi potencjalnych leków przeciwgruźliczych.