Čím sa živia patogény tuberkulózy
Baktérie tuberkulózy používajú rôzne aminokyseliny vo fagocytoch v pľúcach (alveolárne makrofágy)
Zachytávače imunitného systému, ktoré plnia v alveolách rôzne funkcie, napríklad čistenie pľúc absorpciou cudzích častíc (patogény, prach, sadze atď.). Podieľajú sa tiež na zápalových reakciách a reakciách z precitlivenosti.
) pre svoj metabolizmus, takže sú imúnni voči imunitnej obrane vo vnútri svojich buniek
Obranný systém tela sa skladá z tri funkčné kruhy:
(1) Kostná dreň ako miesto, kde sa tvoria imunitné bunky.
(2) Rôzne centrálne imunitné orgány, ako je týmus (potlač T lymfocytov) a lymfatické orgány blízko čreva (pre potlač B lymfocytov).
(3) Sekundárne lymfatické orgány, ako je slezina, lymfatické uzliny a mandle (mandle).
Rozlišuje sa medzi takzvanou humorálnou obranou (prostredníctvom telesných tekutín obsahujúcich protilátky a faktory z tzv. Systému komplementu) a bunkovou sprostredkovanou obranou (s B a T bunkami, makrofágmi, bunkami prezentujúcimi antigén, granulocytmi atď.).
môže prežiť bez ujmy.
Určité biele krvinky, takzvané fagocyty (makrofágy), odstraňujú ako súčasť vrodeného imunitného systému bielkoviny a mikroorganizmy, ktoré sú telu cudzie. Na rozdiel od iných patogénov však konzumované baktérie tuberkulózy môžu vytvárať makrofágy vo vnútri makrofágov.
Zachytávače imunitného systému, ktoré plnia v alveolách rôzne funkcie, napríklad čistenie pľúc absorpciou cudzích častíc (patogény, prach, sadze atď.). Podieľajú sa tiež na zápalových reakciách a reakciách z precitlivenosti.
prežiť. Vedci z Forschungszentrum Jülich a univerzity v Surrey vo Veľkej Británii teraz určili, ako sa obsiahnuté patogény živia samy. Vedci tiež identifikovali sľubný cieľ pre nové lieky (pozri Cell Reports, zverejnené online 10. decembra 2019).
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) len v roku 2018 zomrelo na tuberkulózu 1,6 milióna ľudí. Najčastejšie spôsobené patogénom Mycobacterium tuberculosis tuberkulóza je na prvom mieste v štatistike smrteľných infekčných chorôb. Záhada toho, ako môže patogén prežiť a množiť sa v ľudských makrofágoch roky a nedetegovaný imunitným systémom, vedie mnohých vedcov po celom svete. Vedci z University of Surrey v Guildforde a Forschungszentrum Jülich teraz skúmali špeciálny aspekt tejto hádanky: odkiaľ pochádza životne dôležitý dusík, ktorý baktéria potrebuje vo vnútri makrofágov?
Podľa štúdie sa patogén živí rôznymi aminokyselinami z makrofágu, v ktorom žije. Hlavným zdrojom výživy je glutamín, ale k dispozícii sú aj glutamát, aspartát, alanín, glycín a valín. Baktéria však nemá prístup k aminokyseline serínu makrofágu - živine, ktorú tiež potrebuje na prežitie. Musí si to vyrobiť samo.
Vedci tak objavili miesto útoku na nové lieky: látky, ktoré paralyzujú vlastnú produkciu serínu v baktériách, by mali byť schopné účinne bojovať proti patogénu tuberkulózy. Konkrétne by takáto aktívna zložka mohla blokovať fosfoserín-transaminázu, enzým, na ktorý sa patogén spolieha pri produkcii serínu.
Vedci prišli k týmto zisteniam podrobnou analýzou metabolizmu dusíka baktérie tuberkulózy: Na produkciu vitálneho serínu potrebuje patogén TB pre ňu „stavebné kamene“ - najmä dusík, ktorý prijíma z dostupných aminokyselín makrofágu.
Pre túto analýzu vyvinul britsko-nemecký výskumný tím špeciálnu metódu, ktorá kombinuje experimentálne vyšetrovanie a počítačové simulácie. Počas experimentov vedci kŕmili infikované makrofágy rôznymi aminokyselinami. V obidvoch prípadoch nahradili atómy dusíka normálnej hmotnosti - izotopy dusíka hmotnosťou číslo 14 (14N) - ťažšími atómami dusíka - hmotnosťou číslo 15 (15N). Pomocou hmotnostnej spektrometrie sa vykonala hmotnostná spektrometria
Hmotnostná spektrometria je metóda na analýzu molekulových hmotností. Skúšaná látka sa prevedie na plynnú fázu a ionizuje sa. Ióny sú urýchľované elektrickým poľom a privádzané do analyzátora. Sú zoradené podľa pomeru hmotnosti k náboju.
potom boli schopní určiť, v akom pomere a v ktorých metabolických produktoch baktérie sa 15N izotopy nachádzajú. Tieto experimentálne výsledky britských vedcov vytvorili základ pre počítačové simulácie v Jülichu.
„Vyvinuli sme počítačový model metabolizmu dusíka, ktorý určuje cesty aminokyselín, ktoré sú patogénom absorbované, a ktorý tiež popisuje aktivitu metabolizmu,“ vysvetľuje Katharina Nöh z Jülichovho ústavu pre bio a geologické vedy. Vedie tím „Modeling of Biochemical Networks and Cells“, ktorý v posledných rokoch významne prispel k porozumeniu metabolizmu uhlíka patogénu tuberkulózy.