Лишение магния останавливает рост патогенов

Исследователи из Биоцентра Базельского университета показали, как клеточный насос сдерживает патогены, проникшие в клетки. Как сообщается в Science, этот насос вызывает дефицит магния, что, в свою очередь, ограничивает рост бактерий.

Когда патогены заражают организм, система защиты немедленно начинает борьбу. Чтобы избежать патрулирующих иммунных клеток, некоторые бактерии проникают и размножаются внутри клеток хозяина. Однако хозяин разработал различные стратегии для контроля внутриклеточных бактерий.

Оливье Кунрат и профессор Дирк Буманн обнаружили, что магний имеет решающее значение для роста бактерий внутри клеток хозяина. Голодание по магнию является стрессовым фактором для бактерий, который останавливает их рост и размножение. Клетки хозяина ограничивают снабжение магнием этих внутриклеточных патогенов с помощью транспортного белка NRAMP1.

Белок хозяина подавляет патогены

В исследовании изучалась Salmonella — бактериальный патоген, вызывающий гастроэнтерит и брюшной тиф. Бактерии поселяются в небольших включениях в макрофагах иммунной системы. То, будут ли и как быстро сальмонеллы размножаться внутри этих везикул и распространяться, зависит от правильного функционирования транспортера NRAMP1.

«Десятилетиями было известно, что NRAMP1 повышает устойчивость хозяина, но как и почему — оставалось неясным», — говорит Буманн. «Мы были крайне удивлены, обнаружив, что этот транспортный белок выкачивает ионы магния из везикул и таким образом ограничивает рост сальмонелл. Это новый и совершенно неожиданный механизм».

Магний как ахиллесова пята для бактерий

Поскольку магний является центральным компонентом многих метаболических ферментов, его дефицит снижает метаболизм и рост бактерий. «Магний, кажется, является ахиллесовой пятой для внутриклеточных патогенов. Чем меньше магния доступно, тем сильнее они пытаются его получить. Бактерии переходят в состояние тревоги и активируют все системы поглощения магния. Тем не менее, им не удается получить достаточно», — говорит первый автор Кунрат. «Однако, если насос в клетках хозяина неисправен, магния достаточно для быстрого роста сальмонелл».

Транспортер влияет на устойчивость хозяина

Функция NRAMP1 определяет восприимчивость хозяина к инфекциям. Животные и люди со сниженным уровнем NRAMP1 более восприимчивы к различным внутриклеточным патогенам. Если этот транспортер полностью отсутствует, даже очень небольшое количество патогенов может вызвать смертельную инфекцию.

Инфекции — это всегда гонка между хозяином и патогеном. Новые препараты, которые еще больше затруднят бактериям получение магния, могли бы еще больше замедлить патогены и, таким образом, дать хозяину решающее преимущество в победе над инфекцией.