С какво се хранят патогените на туберкулозата
Туберкулозните бактерии използват различни аминокиселини във фагоцитите в белите дробове (алвеоларни макрофаги)
Почистващи клетки на имунната система, които изпълняват различни функции в алвеолите, например почистване на белите дробове чрез абсорбиране на чужди частици (патогени, прах, сажди и др.). Те са i.a. но също така участва във възпалителни реакции и реакции на свръхчувствителност.
) за техния метаболизъм, така че те да имат имунна защита в интериорната си клетка въпреки имунната защита
Защитната система на тялото се състои от три функционални кръга:
(1) Костен мозък като място, където се формират имунните клетки.
(2) Различни централни имунни органи като тимус (импринтиране на Т лимфоцити) и лимфни органи близо до червата (за импринтиране на В лимфоцити).
(3) Вторични лимфни органи като далак, лимфни възли и сливици (сливици).
Прави се разлика между така наречената хуморална защита (чрез телесните течности, съдържащи антитела и фактори от така наречената система на комплемента) и медиираната от клетки защита (с В и Т клетки, макрофаги, антиген-представящи клетки, гранулоцити и др.).
може да оцелее невредим.
Някои бели кръвни клетки, така наречените фагоцити (макрофаги), премахват чужди на организма протеини и микроорганизми като част от вродената имунна система. За разлика от други патогени обаче, изядените туберкулозни бактерии могат да образуват макрофаги вътре в макрофагите
Почистващи клетки на имунната система, които изпълняват различни функции в алвеолите, например почистване на белите дробове чрез абсорбиране на чужди частици (патогени, прах, сажди и др.). Те са i.a. но също така участва във възпалителни реакции и реакции на свръхчувствителност.
да оцелееш. Учени от Forschungszentrum Jülich и Университета в Съри във Великобритания сега са определили как вградените патогени се хранят. Изследователите също така определиха обещаваща цел за нови лекарства (вж Cell Reports, публикувани онлайн на 10 декември 2019 г.).
Според Световната здравна организация (СЗО) само през 2018 г. 1,6 милиона души са починали от туберкулоза. Най-често причинени от патогена Mycobacterium tuberculosis туберкулозата е на първо място в статистиката на фаталните инфекциозни заболявания. Мистерията за това как патогенът може да оцелее и да се размножава в човешките макрофаги в продължение на години и неоткрит от имунната система кара много изследователи по целия свят. Учени от университета в Съри в Гилдфорд и от Forschungszentrum Jülich сега са разследвали специален аспект на този пъзел: откъде идва азотът, от който бактерията се нуждае в макрофагите?
Според изследването патогенът се храни с различни аминокиселини от макрофага, в който живее. Основният източник на хранене е глутаминът, но са налични и глутамат, аспартат, аланин, глицин и валин. Бактерията обаче няма достъп до аминокиселината на макрофага серин - хранително вещество, от което също се нуждае, за да оцелее. Тя трябва да произведе това сама.
По този начин учените откриха точка на атака за нови лекарства: веществата, които парализират собственото производство на серин от бактериите, трябва да могат ефективно да се борят с патогена на туберкулозата. По-конкретно, такава активна съставка може да блокира фосфосерин трансаминазата, ензим, на който патогенът разчита, за да произведе серин.
Учените са стигнали до тези открития, като са анализирали подробно азотния метаболизъм на туберкулозната бактерия: За да произведе жизненоважния серин, туберкулозният патоген се нуждае от „градивни елементи“ за него - по-специално азот, който получава от наличните аминокиселини на макрофага.
За този анализ британско-германският изследователски екип разработи специален метод, който съчетава експериментални изследвания и компютърни симулации. По време на експериментите учените хранели заразените макрофаги с различни аминокиселини. Във всеки случай те замениха азотни атоми с нормално тегло - азотни изотопи с масово число 14 (14N) - с по-тежки азотни атоми - с масово число 15 (15N). Използвайки мас спектрометрия, мас спектрометрия
Мас спектрометрията е метод за анализ на молекулни маси. Изследваното вещество се превръща в газова фаза и се йонизира. Йоните се ускоряват от електрическо поле и се подават към анализатора. Те са сортирани според тяхното съотношение маса-заряд.
след това те успяха да определят в какви пропорции и в кои метаболитни продукти на бактерията могат да бъдат намерени 15N изотопите. Тези експериментални резултати от британски изследователи са в основата на компютърните симулации в Юлих.
„Разработихме компютърен модел на азотния метаболизъм, който определя пътищата на аминокиселините, които се абсорбират от патогена и който също описва дейността на метаболизма“, обяснява Катарина Ньо от Института за биология и геология на Юлих. Тя оглавява екипа „Моделиране на биохимични мрежи и клетки“, който през последните години допринесе значително за разбирането на въглеродния метаболизъм на туберкулозния патоген.