Ученые из Сколковского института науки и технологий совместно с коллегами из Беларуси, Японии, Германии и Франции выяснили, почему туберкулезные бактерии способны выживать в клетках иммунной системы и противостоять лекарственной терапии. Это оказалось возможным благодаря особому белку из семейства рубредоксинов. Результаты исследования представлены в журнале Bioorganic Chemistry.
По уровню смертности туберкулез превосходит все остальные инфекционные заболевания. По данным ВОЗ, в мире ежегодно от туберкулеза умирают 1,5 миллиона человек. Возбудитель туберкулеза — бактерия Mycobacterium tuberculosis. В последние десятилетия рост устойчивости этой бактерии к лекарственным препаратам стал серьезной проблемой. Для ее решения необходим поиск новых молекул-мишеней лекарственных соединений, а также понимание молекулярных механизмов, приводящих к возникновению устойчивости.
Для борьбы с микобактериями клетки иммунной системы макрофаги изолируют их, образуя воспалительные узелки — гранулемы, которые можно увидеть при флюорографии. Однако Mycobacterium tuberculosis способна выживать в макрофагах.
Ученые предположили, что туберкулезная палочка «переключается» на железосодержащий белок рубредоксин B в условиях дефицита железа и таким образом выживает и сохраняет свои патогенные свойства в стрессовых ситуациях. Этот металлопротеин позволяет обеспечить нормальное функционирование белков семейства цитохром P450,с помощью которых бактерии нейтрализуют ксенобиотики, такие как лекарственные препараты.
«Процессы поглощения, хранения и утилизации железа не только являются неотъемлемыми условиями поддержания патогенности туберкулезных бактерий, но и могут способствовать возникновению новых штаммов со множественной и широкой лекарственной устойчивостью», — рассказала одна из исследователей, старший преподаватель Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных Наталья Струшкевич.
Полученные учеными данные указывают на наличие связи между рубредоксином B и гемсодержащими монооксигеназами, имеющими важное значение для метаболизма иммунных оксистеринов хозяина и противотуберкулезных препаратов.
Исследователи считают, что у бактерии M. tuberculosis есть собственная система трансформации ксенобиотиков, аналогичная системе метаболизма лекарственных соединений у человека.
По словам ученых, в настоящее время при создании лекарственных средств крайне востребованы новые мишени. К их числу относятся и ферменты семейства цитохром P450, которые можно использовать для разработки препаратов против туберкулеза.
«Найти простое решение этой задачи при помощи классических методов вряд ли возможно. Наличие рубредоксина B позволит лучше понять, как эти ферменты функционируют в различных микросредах хозяина, и затем использовать полученную информацию для поиска новых способов их избирательного блокирования у M. tuberculosis», — подчеркнула Наталья Струшкевич.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
