: 26.02.2025
Как золотистый стафилококк «крадет» наше железо
Все больше опасных для нас бактерий становится нечувствительными к антибиотикам. Одно из решений этой проблемы – воздействовать на «болевые точки» конкретных патогенов, тогда как обычные антибиотики являются скорее «оружием массового поражения». Сейчас ученым удалось выяснить, как бактерии золотистого стафилококка получают необходимое им железо, что может помочь в борьбе с лекарственно устойчивыми штаммами этого патогена
Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) – довольно распространенная бактерия: она встречается чуть ли не у каждого третьего человека. Обычная ее обитель – кожа и слизистые оболочки верхних дыхательных путей (редко – кишечника и половых органов). Носитель стафилококка может и не знать об этом – до тех пор, его иммунная защита справляется. В ином случае бактерия может стать причиной развития широкого спектра как местных, так и системных заболеваний, включая такие тяжелые, как пневмония, менингит и сепсис.
Для борьбы с инфекциями, вызванными S. aureus, используют антибиотики, однако некоторые штаммы этой бактерии приобретают к ним устойчивость. Печально известный пример – метициллинрезистентный золотистый стафилококк (MRSA), устойчивый к большой группе антибиотиков, куда входят пенициллины, цефалоспорины и карбапенемы. Именно этот штамм часто служит причиной внутрибольничных инфекций, смертность при которых составляет около 6%.
Известно, что для своей жизнедеятельности золотистому стафилококку необходимо железо. И бактерии попросту «крадут» его из наших эритроцитов – красных клеток крови, а точнее – из железосодержащего белка гемоглобина, переносящего кислород. Для этого стафилококки используют целый арсенал различных белков, включая IsdB, который известен как фактор вирулентности (способности инфекционного агента вызывать заболевание). Что и вызвало у исследователей особый интерес.
Взаимодействие IsdB с гемоглобином ранее изучалось с помощью оптических методов, и по на основе полученных косвенных данных была восстановлена последовательность этих событий. Как выяснилось, этот бактериальный белок отвечает за извлечение из гемоглобина его богатого железом компонента – гема. Он переносит гем на другие белки системы Isd, где тот расщепляется, высвобождая железо.
Вмешательство в этот механизм может оказаться эффективным способом воздействия на S. aureus. Однако для разработки соответствующих противомикробных препаратов требовалось более детально изучить сам процесс.
Сейчас ученые из Италии подробно исследовали динамику межбелковых взаимодействий между IsdB и человеческим гемоглобином при их быстром перемешивании с помощью модифицированной методики рентгеновского рассеяния с временным разрешением в растворах (TR-XSS). Преимущество этого метода перед рентгеноструктурным анализом в том, что он чувствителен к структурным перестройкам белков на третичном и четвертичном уровнях. Поэтому его можно применять для отслеживания структурных изменений в режиме реального времени. Полученные результаты ученые перепроверили с помощью оптической спектроскопии.
Построенная кинетическая модель межбелковых взаимодействий позволила привести в соответствие уже имеющиеся данные и описать весь процесс взаимодействия IsdB и гемоглобина. Так, оказалось, что в ходе своей работы IsdB связывается не только с бета-цепями гемоглобина, что было уже известно, но и с альфа-цепями. По-видимому, это обеспечивает максимальную эффективность экстракции гема.
Ученые считают, что эти результаты помогут в разработке препаратов, которые будут ингибировать взаимодействия между IsdB и гемоглобином, что нарушит «поставки» железа бактериям и негативно отразится на их жизнедеятельности. При этом стратегия ингибирования может быть различной: можно блокировать как начальный этап процесса связывания бактериального белка с гемоглобином, так и последующий. А использованные в этой работе методические «новинки» могут быть применены при изучении других межбелковых взаимодействий, важных для развития заболеваний.
Фото: https://commons.wikimedia.org и https://www.flickr.com
: 26.02.2025 
