1. Budapest Science Meetup 2010. október 20.
TBC ellenes hatóanyagok kereséseTBC ellenes hatóanyagok keresése
interdiszciplináris megközelítésselinterdiszciplináris megközelítéssel
Dr. Horváti KataDr. Horváti Kata
MTA-ELTE Peptidkémiai KutatócsoportMTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoport

2. egyiptomi múmia - ie. 3000 (British Museum)
• 40 000 évvel ezelőtt már létezett a kórokozó (Kelet-Afrika)40 000 évvel ezelőtt már létezett a kórokozó (Kelet-Afrika)
• egyiptomi múmiákban tuberkulózisra utaló egyértelmű jelek (i.e. 3000-2400)egyiptomi múmiákban tuberkulózisra utaló egyértelmű jelek (i.e. 3000-2400)
• i.e. 460: Hippocrates („phthisis”)i.e. 460: Hippocrates („phthisis”)
• első anatómiai leírás: Franciscus de Le Boë Sylvius (1614-1672) Opera Medicaelső anatómiai leírás: Franciscus de Le Boë Sylvius (1614-1672) Opera Medica
• Benjamin Marten (1720) a tüdővész okozói apró „teremtmények” lehetnekBenjamin Marten (1720) a tüdővész okozói apró „teremtmények” lehetnek
(„wonderfully minute living creatures”)(„wonderfully minute living creatures”)
A tuberkulózis történeteA tuberkulózis története

3. Robert Koch (1843-1910)Robert Koch (1843-1910)Robert Koch (1843-1910)Robert Koch (1843-1910)
Albert Calmette (1863-1933) Camille Guèrin (1872-1961)Albert Calmette (1863-1933) Camille Guèrin (1872-1961)Albert Calmette (1863-1933)Albert Calmette (1863-1933) Camille GuCamille Guèèrin (1872-1961)rin (1872-1961)
Selman Abraham Waksman (1888-1973)Selman Abraham Waksman (1888-1973)
és Albert Schatz (1922-2005)és Albert Schatz (1922-2005)
streptomycin - 1943streptomycin - 1943
orvosi Nobel-díj - 1953orvosi Nobel-díj - 1953
pp-aminoszalicilsav (PAS) - 1946-aminoszalicilsav (PAS) - 1946
izoniazid (INH) - 1952izoniazid (INH) - 1952

4. • a világ lakosságának egyharmada fertőzötta világ lakosságának egyharmada fertőzött
• a fertőzöttek kb. 10%-nál alakul ki aktív tbca fertőzöttek kb. 10%-nál alakul ki aktív tbc
• évente 1,8 millió halálos áldozat (2008)évente 1,8 millió halálos áldozat (2008)
• évente 9,4 millió újonnan diagnosztizált beteg (2008)évente 9,4 millió újonnan diagnosztizált beteg (2008)
• HIV fertőzötteknél 50-szer gyakoribb a tbc előfordulásaHIV fertőzötteknél 50-szer gyakoribb a tbc előfordulása
• 5% MDR-TB (490 ezer új eset/év), 40 ezer/év XDR-TB5% MDR-TB (490 ezer új eset/év), 40 ezer/év XDR-TB
• Magyarország: 2000 új beteg évente,Magyarország: 2000 új beteg évente,
csökkenő tendencia, 17. Európábancsökkenő tendencia, 17. Európában
©© WHO April 2009WHO April 2009 WHO.INT/TBWHO.INT/TB
WHO 2006 – Stop TBWHO 2006 – Stop TB PartnershipPartnership
új tbc esetek számaúj tbc esetek száma
(százezrelék)(százezrelék)

5. 1-21-2µµm hosszú, 0,2m hosszú, 0,2µµm átmérőjű, pálcika alakúm átmérőjű, pálcika alakú
igen lassan szaporodikigen lassan szaporodik (osztódása 12-24 óra)(osztódása 12-24 óra)
szilárd táptalajon 4-8 hét alatt alkot telepeketszilárd táptalajon 4-8 hét alatt alkot telepeket
komplex sejtfallalkomplex sejtfallal rendelkezikrendelkezik
extrém körülmények között is létképesextrém körülmények között is létképes
számos antibiotikumnak ellenállszámos antibiotikumnak ellenáll
intracelluláris patogénintracelluláris patogén
gátolja a gazdasejt működését és ígygátolja a gazdasejt működését és így
megakadályozza az immunrendszer általmegakadályozza az immunrendszer által
irányított eliminációtirányított eliminációt
a fertőzött makrofágokbana fertőzött makrofágokban dormans állapotbandormans állapotban
igen hosszú ideig létképesigen hosszú ideig létképes
Mycobacterium tuberculosisMycobacterium tuberculosis
CDC/Dr. George Kubica
© 2004 Dennis Kunkel Microscopy, Inc.
© 2004 Dennis Kunkel Microscopy, Inc.

6. Új hatóanyagokra vanÚj hatóanyagokra van
szükségszükség
Hatóanyagok szelektívHatóanyagok szelektív
célbajuttatásacélbajuttatása
Kombinációs terápiaKombinációs terápia
ProblProblémákémák::
• intracellulintracelluláris baktárium:áris baktárium:
hosszú kezelés, magas napi dózishosszú kezelés, magas napi dózis,,
súlyos mellékhatásoksúlyos mellékhatások
• rezisztens és multirezisztens törzsekrezisztens és multirezisztens törzsek
terjedéseterjedése (MDR-TB, XDR-TB)(MDR-TB, XDR-TB)
Kezelés legalább 3 elsővonalbeli hatóanyaggalKezelés legalább 3 elsővonalbeli hatóanyaggal
izizoniazid (INH), rifampicin (RIF)oniazid (INH), rifampicin (RIF) ésés pirazinamidpirazinamid (PZA)(PZA) – 2 hónap– 2 hónap
majdmajd INHINH ésés RIFRIF -- 44 hónaphónap
Sacchettini JC, Rubin EJ, Freundlich JS. Drugs versus bugs: in pursuit of the persistent predator Mycobacterium tuberculosis.Nat Rev Microbiol. 2008;6(1):41-52.
izoniazid (INH)izoniazid (INH)
sejtfalsejtfal
(mikolsav)(mikolsav)
szintézis gátlásaszintézis gátlása
pirazinamidpirazinamid (PZA)(PZA)
komplex mechanizmus,komplex mechanizmus,
sejtlégzés gátlásasejtlégzés gátlása
pp--aaminosminoszalicilsavzalicilsav (PAS)(PAS)
folát metabolizmus gátlásafolát metabolizmus gátlása
rifampicin (RIF)rifampicin (RIF)
RNS szintézis gátlásaRNS szintézis gátlása

7. Antituberkulotikumok kereséseAntituberkulotikumok keresése in silicoin silico módszerekkelmódszerekkel
PriA enzim (hisztidin és triptofán bioszintézis)
(EC 5.3.1.16; Rv 1603; PDB kód: 1qo2)
Lang, D. et al. Science 2000. 289: 1546.
2bzr karboxi-transzferáz
(EC 6.4.1.3; Rv3280; PDB kód: 2bzr)
Holton, S.J. et al. FEBS Lett 2006. 580: 6898.
M. tub. dUTPáz (nukleotid metabolizmus)
(EC 3.6.1.23; Rv2697; PDB kód: 2py4)
Varga, B., et al. 2009
• létfontosságú bakteriális fehérjék / enzimeklétfontosságú bakteriális fehérjék / enzimek
• ismert 3D szerkezet (spektroszkópiai módszerek, krisztallográfia)ismert 3D szerkezet (spektroszkópiai módszerek, krisztallográfia)

8. • Zinc – online hozzáférhető adatbázis (8 millió molekula)Zinc – online hozzáférhető adatbázis (8 millió molekula)
• 8 millió kereskedelmi forgalomban kapható molekula8 millió kereskedelmi forgalomban kapható molekula
• „„dokkolás” a fehérjéhez -> kötődési erősség predikciójadokkolás” a fehérjéhez -> kötődési erősség predikciója

9. In vitroIn vitro antituberkulotikus hatás meghatározásaantituberkulotikus hatás meghatározása
Országos Korányi TBC és Pulmonológiai Intézet, Bakteriológiai Laboratórium
növekvő hatóanyag-koncentrációt tartalmazó csövek standard számú baktériummal fertőzve
MIC = minimális hatóanyag koncentráció,
ami gátolja a baktérium növekedését
szabad szemmel nem látható növekedés:
MIC=20µg/ml
0,1 0,5 201051 5030
baktérium szuszpenzió
hígítás
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
AB
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
A
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
AB
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
Sula-táptalaj,
sejtszuszpenzió
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
szélestésLöwenstein-Jehsenszilárd
táptalajonPetricsészében
4-5hét
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
egyedisejtek,
(szabadszemmel
nemlátható)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
számolható,láthatókolóniák,
telepek,
(mindenkolóniaegyedisejtből
származik)
A
Löwenstein-Jensen szilárd
táptalajra oltás, számolható telepek
CFU (telepszám)=4

10. Résztvevők
Uratim Kft. / ELTE Számítógéptudományi Tanszék
Enzimológiai Intézet
Ubichem Kutató Kft.
MTA-ELTE Peptikémiai Kutatócoport
https://www.tb-inter.org/
57 rendelt vegyület – 28 hatásos28 hatásos (in vitro M. tuberculosis)
vegyület
MIC
γ (µg/ml)
CFU
DUT I/4 25 n.a.
DUT 3 5 5
DUT 13 15 42
DUT 32 30 n.a.
DUT 44 20 11
DUT 56 45 7
DUT 63 25 20
DUT 69 1 5
DUT 78 45 70
DUT 83 45 2
PriA 42 7,5 9
PriA 52 30 0
2bzr 14 25 6
2bzr 22 30 n.a.
vegyület
MIC
γ (µg/ml)
CFU
DUT 1 40 22
DUT 2 20 18
DUT 5 20 48
DUT 15 60 n.a.
DUT 17 10 11
PriA 4 20 24
PriA 5 100 30
PriA 25 10 45
PriA 44 60 0
2bzr 13 60 5
2bzr 28 10 50
2bzr 49 60 12
2bzr 56 5 33
2bzr 35 25 n.a.
vegyületvegyület
MICMIC
γγ ((µµg/ml)g/ml) mol/dmmol/dm33
TB820 0,50,5 2,06×102,06×10-6-6
TB827 0,050,05 1,47×101,47×10-7-7
TB836 0,050,05 1,46×101,46×10-7-7
TB852 0,250,25 1,03×101,03×10-6-6
TB863 0,50,5 1,10×101,10×10-6-6
TB868 0,250,25 6,24×106,24×10-7-7
TB869 0,50,5 1,25×101,25×10-6-6
TB871 0,10,1 2,66×102,66×10-7-7
TB872 0,250,25 6,65×106,65×10-7-7
TB886 0,50,5 1,00×101,00×10-6-6
TB887 0,50,5 1,39×101,39×10-7-7
INH 0,1 7,30×10-7
189 szintetizált származék (Ubichem)
144 hatásos144 hatásos (in vitro M. tuberculosis H37Rv Sula médiumban)
irodalmi adatok alapján PAS: 0,1-2γ; INH: 0,1-0,2γ, Zhang, Y., Young, D. J Antimicrob Chemother, 1994. 34(3): p. 313-9.

11. a1 a2 b1 b2 c ICa1 a2 b1 b2 c IC
lizoszóma
Szelektív célbajuttatás receptor mediált endocitózissalSzelektív célbajuttatás receptor mediált endocitózissal
Vander Kooi, C. W. et al. PNAS 2007. 104: 6152-6157
Taylor, P. R. et al. Annu Rev Immunol 2005. 23: 901–44
Becker, M. et al, Eur J Immunol 2006. 36: 950-60
Basu, et al. Biochem Pharmacol 1995. 40:1941-1946
Soyez, H. et al. Adv Drug Delivery Rew 1996. 21: 81-86
célozható makrofág-receptorok:célozható makrofág-receptorok:
tuftsintuftsin
scavengerscavenger
mannozil-fukozilmannozil-fukozil
galaktozilgalaktozil

12. TB5 molekula sejtfelvételének fokozása konjugálássalTB5 molekula sejtfelvételének fokozása konjugálással
TB5TB5 TB5-peptid konjugátumTB5-peptid konjugátum

13. Anne Brontë
Charlotte Brontë
Emily Brontë
Franz KafkaTóth ÁrpádJanus Pannonius Csokonai Vitéz Mihály Thomas Mann
Paul GauguinFrederic ChopinNiccolò PaganiniAnders Celsius Igor Stravinsky
Molière Guy de Maupassant