Forskere rapporterer om strategi for at forhindre miltbrandbakterien i at optage jern

Et team ledet af professor Arne Skerra ved det tekniske universitet i München (TUM) har udviklet en innovativ strategi til at forhindre miltbrandbakterien i at optage jern, som er afgørende for dens overlevelse. Det gør det ved at neutralisere et særligt jernkompleksdannende middel, som bakterien producerer. Fordi miltbrandpatogenet kun spredes i kroppen, når det får adgang til det væsentlige element, dette forventes at give en effektiv behandling mod den livstruende infektion.

Miltbrand er en sygdom forårsaget af bakterier. Selvom patogenet, der er ansvarlig for miltbrand, kan behandles med antibiotika, det giftstof, det frigiver i kroppen, er særligt farligt. Hvis infektionen opdages for sent, det er ofte dødeligt.

Miltbrandpatogenet kan overleve i jorden i årtier i form af sporer. Græssende husdyr, såsom køer eller får, indtager sporerne og bliver inficeret med miltbrand. Personer, der arbejder med disse husdyr eller med animalske produkter, kan blive smittet; imidlertid, det er meget sjældent, at miltbrand forekommer i dyrebesætninger i Tyskland i dag.

Desuden, mennesker kan også blive smittet med sygdommen, hvis kødet fra inficerede dyr ikke er tilstrækkeligt opvarmet. I slutningen af ​​august i år, husdyr i det sydøstlige Frankrig blev inficeret med miltbrand - det mest alvorlige udbrud i 20 år, ifølge franske medier. Populationer af chimpanser og gorillaer, der lever i naturen, er også truet af miltbrand.

I dag, miltbrand udgør en global trussel primært på grund af dets potentielle brug som et biovåben. I 2001, flere breve med miltbrandsporer blev distribueret i USA. Fem mennesker døde på det tidspunkt.

Inaktivering af jerntransportøren

Ligesom enhver celle i kroppen, bakterier kræver det essentielle sporstof jern. Imidlertid, i kropsvæsker, jern er tæt bundet til proteiner, og er derfor ikke let tilgængelig. Derfor, bakterier producerer særlige kompleksdannende midler kaldet sideroforer (jernbærere) for at binde de få tilgængelige jernioner og efterfølgende optage dem via deres egne importsystemer. Det menneskelige immunsystem forhindrer dette via et protein, der cirkulerer i blodet kaldet siderokalin. Det har en høj affinitet til almindelige jernsideroforer og fjerner dem, tillader dem at blive fjernet via nyrerne.

Petrobactin er en ejendommelig jernbærer produceret af miltbrandpatogenet, som ikke genkendes af siderocalin. Formålet med prof. Skerra fra Institut for Biologisk Kemi var at deaktivere denne miltbrandsiderofor, derved hæmmer reproduktionen af ​​miltbrandpatogenet. Ved hjælp af Anticalin teknologi, som blev udviklet af hans afdeling, han og hans team var i stand til at rekonstruere kroppens eget siderocalin. Resultatet var "petrocalin, " som er i stand til at neutralisere miltbrandpatogenets siderofor.

"Det nyudviklede petrocalin fanger petrobactin, derved fratage miltbrandpatogenet adgang til livsvigtigt jern og fungere som et proteinantibiotikum, " siger Skerra. "I samarbejde med professor Siegfried Scherer fra Institut for Mikrobiel Økologi, vi har kunnet demonstrere, at denne tilgang virker i bakteriekulturer. "

Skerras strategi åbner op for en ny behandlingsvej for miltbrandinfektioner ved effektivt at undertrykke spredningen af ​​bakterien i patientens krop. De biokemiske og proteinstrukturanalyser vil blive offentliggjort af Skerra og hans kolleger i det internationalt anerkendte tidsskrift Angewandte Chemie , giver også indsigt i de molekylære mekanismer.