Las bacterias que causan la tuberculosis necesitan hierro para sobrevivir. Los investigadores ahora han resuelto la primera estructura detallada de la proteína de transporte responsable del suministro de hierro. Cuando se inhibe el transporte de hierro a la bacteria, el patógeno ya no puede crecer. Esto abre novedadformas de desarrollar medicamentos dirigidos contra la tuberculosis.
Uno de los patógenos más devastadores que vive dentro de las células humanas es Mycobacterium tuberculosis , el bacilo que causa la tuberculosis. Según la Organización Mundial de la Salud, 1,5 millones de personas murieron en 2019 a causa de esta enfermedad que generalmente afecta los pulmones. El aumento de la resistencia a múltiples fármacos M. tuberculosis las cepas, que son resistentes a muchos de los medicamentos antituberculosos más efectivos, son particularmente preocupantes. En otras palabras, se necesitan urgentemente nuevos medicamentos para tratar la tuberculosis.
la bacteria de la tuberculosis necesita hierro para sobrevivir
Todos los organismos vivos, incluidos los patógenos, necesitan hierro para sobrevivir. Cuando una célula humana está infectada por agentes patógenos similares M. tuberculosis , reduce la concentración de hierro al mínimo y por lo tanto trata de matar de hambre al invasor. Las bacterias de la tuberculosis, a su vez, comienzan a liberar pequeñas moléculas llamadas micobactinas. Estas pueden unir el hierro libre extremadamente bien y, por lo tanto, eliminarlo de la célula huésped.El hierro capturado por la micobactina es transportado a la bacteria por una proteína llamada IrtAB.
Un equipo de investigadores dirigido por Markus Seeger, profesor del Instituto de Microbiología Médica de la Universidad de Zurich UZH, ahora ha analizado en detalle la proteína responsable de transportar el hierro desde la célula huésped infectada a la bacteria ".La proteína, que se encuentra en la membrana bacteriana, es esencial para la supervivencia de los patógenos. Si IrtAB está ausente o no funciona, M. tuberculosis ya no puede reproducirse dentro de la célula humana ", dice Seeger.
la proteína de transporte de hierro funciona en la dirección opuesta
Utilizando una combinación de microscopía crioelectrónica y cristalografía de rayos X, los investigadores resolvieron por primera vez una estructura de alta resolución de la proteína de transporte IrtAB. Este análisis se realizó en colaboración con Ohad Medalia, profesor del Departamento de Bioquímicade UZH. Según su estructura espacial, IrtAB pertenece a los llamados exportadores ABC, que generalmente están involucrados en la salida de moléculas de la célula bacteriana ". Sin embargo, pudimos demostrar que IrtAB de hecho importa micobactinas M. tuberculosis . Por lo tanto, transporta moléculas en la dirección opuesta a la esperada ", dice Markus Seeger.
Junto con científicos de la Universidad de Texas, EE. UU., El equipo de investigación identificó una peculiaridad adicional de la proteína de transporte IrtAB: puede modificar el hierro unido a la micobactina después de que se importa a la bacteria. El hierro se libera dentro de la célulay la micobactina vacía se puede reciclar.
Inhibir el transporte de hierro podría conducir a nuevos medicamentos contra la tuberculosis
"IrtAB es un objetivo potencial del fármaco, porque se produce su eliminación M. tuberculosis inactivo e incapaz de infección. Con nuestra dilucidación estructural y funcional de IrtAB, abrimos vías para desarrollar nuevos medicamentos contra la tuberculosis que inhiben el transporte de hierro a la bacteria ", concluye Seeger." En vista de Covid-19, una enfermedad que tambiénafecta los pulmones, es probable que la tuberculosis vuelva a desempeñar un papel más importante en el futuro. Es bastante concebible que los pacientes debilitados por Covid-19 muestren mayores tasas de infección con tuberculosis ", agrega.
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Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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