Bloquear el transporte de hierro podría detener la tuberculosis
Las bacterias que causan la tuberculosis necesitan hierro para sobrevivir. Investigadores de la Universidad de Zurich 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 nuevas vías para desarrollar medicamentos específicos para la tuberculosis.
rtAB (púrpura/turquesa/azul) se encuentra en la membrana interna de M. tuberculosis e importa micobactina cargada de hierro (amarillo/naranja) de la célula huésped a la célula bacteriana, donde se libera el hierro.
Imre Gonda, UZH
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 por esta enfermedad que generalmente afecta a los pulmones. El aumento de las cepas de M. tuberculosis resistentes a múltiples fármacos, que son resistentes a muchos de los medicamentos antituberculosos más eficaces, es particularmente preocupante. En otras palabras, se necesitan urgentemente nuevos medicamentos para tratar la tuberculosis.
Las bacterias de la tuberculosis necesitan hierro para sobrevivir
Todos los organismos vivos, incluidos los patógenos, necesitan hierro para sobrevivir. Cuando una célula humana es infectada por patógenos como M. tuberculosis, reduce la concentración de hierro al mínimo y por lo tanto trata de matar de hambre al invasor. La bacteria de la tuberculosis, a su vez, comienza a liberar pequeñas moléculas llamadas micobacterias. Éstas pueden unir el hierro libre extremadamente bien y por lo tanto lo alejan de la célula anfitriona. El hierro capturado por la micobactina es transportado a la bacteria por una proteína llamada IrtAB.
Un equipo de investigadores dirigidos por Markus Seeger, profesor del Instituto de Microbiología Médica de la Universidad de Zurich (UZH), ha analizado ahora en detalle la proteína responsable de transportar el hierro de la célula huésped infectada a la bacteria. "La proteína de transporte, que se encuentra en la membrana bacteriana, es esencial para la supervivencia de los patógenos. Si el 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 trabaja 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 hizo en colaboración con Ohad Medalia, profesor del Departamento de Bioquímica de la UZH. Según su estructura espacial, IrtAB pertenece a los llamados exportadores de ABC, que están típicamente involucrados en el flujo de moléculas fuera de la célula bacteriana. "Sin embargo, pudimos demostrar que el IrtAB de hecho importa micobactinas en 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 ser importado a la bacteria. El hierro es así liberado dentro de la célula y la micobactina vacía puede ser reciclada.
Inhibir el transporte de hierro podría conducir a nuevos medicamentos para la tuberculosis
"IrtAB es un objetivo potencial de la droga, porque su supresión hace que M. tuberculosis esté inactiva e incapaz de infectarse. Con nuestra elucidación estructural y funcional de IrtAB, abrimos caminos para desarrollar nuevas drogas para la tuberculosis que inhiben el transporte de hierro a la bacteria", concluye Seeger. "En vista del Covid-19, una enfermedad que también afecta a los pulmones, es probable que la tuberculosis vuelva a jugar un papel más importante en el futuro. Es muy posible que los pacientes debilitados por el Covid-19 muestren mayores tasas de infección con tuberculosis", añade.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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