Кишечная палочка помогает усваивать железо, выяснили учёные
Бактерия E. coli, известная как возбудитель пищевых отравлений, играет ключевую роль в поддержании здоровья, производя соединение, которое помогает клеткам усваивать железо. К такому выводу пришли исследователи из Университета Колорадо в Боулдере.
Исследование, опубликованное в журнале Cell, раскрывает механизм, с помощью которого E. coli — самая распространённая бактерия в кишечнике человека — приносит пользу хозяину. Это открытие может привести к созданию более эффективных методов лечения железодефицитной анемии, которой страдают более 1 миллиарда человек в мире.
«Наше новое открытие определяет одну из ключевых ролей E. coli — помогать клеткам поглощать железо», — сказал старший автор работы, профессор Мин Хан.
Хотя некоторые штаммы E. coli могут вызывать заболевания, большинство из них безвредны. Учёные предположили, что E. coli играет полезную роль, и начали изучать производимые ею соединения.
Эксперименты на круглых червях и клетках человека
- Эксперименты на круглых червях C. elegans показали: когда молодых червей кормили генетически модифицированной E. coli, неспособной производить соединение энтеробактин, они медленно росли, а уровень железа у них был низким.
- Восстановление производства энтеробактина возвращало нормальный рост и уровень железа.
- Последующие эксперименты на червях и человеческих клетках продемонстрировали, что добавление энтеробактина в рацион, даже без дополнительного железа, значительно повышало уровень железа в клетках.
Новый взгляд на «борьбу за железо»
Ранее учёные знали, что E. coli производит энтеробактин, чтобы захватывать железо для собственного выживания. Считалось, что в этом процессе бактерия «ворует» железо у хозяина в своеобразной «борьбе за железо».
Новое исследование опровергает эту парадигму. Оно показывает, что энтеробактин также связывается с белком ATP synthase внутри митохондрий хозяина, способствуя попаданию железа в клетки организма-хозяина.
«Наше исследование предполагает, что млекопитающие, включая людей, научились со временем "захватывать" это соединение для собственной выгоды», — пояснил Мин Хан.
Значение для медицины
Железодефицит — самое распространённое в мире нарушение, связанное с недостатком питательных веществ, и основная причина анемии.
Однако, как отмечает Хан, пероральные добавки железа в некоторых случаях могут давать обратный эффект, подавляя выработку энтеробактина и снижая усвоение железа. Такой же потенциальный эффект могут иметь и пероральные антибиотики.
Учёный подал заявку на патент и планирует продолжить разработку новых терапевтических средств на основе этого открытия, которые могли бы дополнять или заменять добавки железа.
«Мы верим, что эта молекула обладает большим потенциалом для решения проблемы железодефицитных состояний», — заключил Хан.