Блокировка транспорта железа может остановить туберкулёз

Один из самых опасных патогенов, живущих внутри человеческих клеток, — это Mycobacterium tuberculosis, бактерия, вызывающая туберкулёз. По данным ВОЗ, в 2019 году от этой болезни, поражающей в основном лёгкие, умерло 1,5 миллиона человек. Особую тревогу вызывает рост штаммов M. tuberculosis с множественной лекарственной устойчивостью. Новые препараты для лечения туберкулёза нужны срочно.

Бактериям туберкулёза для выживания нужно железо

Всем живым организмам, включая патогены, необходимо железо. Когда человеческая клетка инфицирована M. tuberculosis, она снижает концентрацию железа до минимума, пытаясь "уморить голодом" захватчика. В ответ бактерии туберкулёза начинают выделять небольшие молекулы — микобактины. Они могут очень прочно связывать свободное железо и, таким образом, красть его у клетки-хозяина. Железо, захваченное микобактином, затем транспортируется в бактерию белком IrtAB.

Белок-транспортёр работает в обратном направлении

Используя комбинацию криоэлектронной микроскопии и рентгеновской кристаллографии, исследователи впервые получили высокоразрешающую структуру транспортного белка IrtAB. Согласно своей пространственной структуре, IrtAB относится к так называемым ABC-экспортёрам, которые обычно участвуют в выведении молекул из бактериальной клетки. "Однако мы смогли показать, что IrtAB фактически импортирует микобактины в M. tuberculosis. Он транспортирует молекулы в направлении, противоположном ожидаемому", — говорит руководитель исследования.

Учёные также выявили ещё одну особенность IrtAB: он может модифицировать железо, связанное с микобактином, после его импорта в бактерию. Таким образом, железо высвобождается внутри клетки, а "пустой" микобактин может быть использован повторно.

Подавление транспорта железа может привести к новым лекарствам

"IrtAB — это потенциальная мишень для лекарств, потому что его удаление делает M. tuberculosis неактивным и неспособным к заражению. Наше структурное и функциональное исследование IrtAB открыло пути для разработки новых противотуберкулёзных препаратов, которые ингибируют транспорт железа в бактерии", — заключают авторы.