Людям — наряду со всеми живыми организмами, включая патогены — железо необходимо для выживания: организмы-вторжения пытаются украсть его у своих хозяев, чтобы процветать и размножаться. Исследователи из EMBL Heidelberg и их коллеги обнаружили, что белки, которые помогают организму поддерживать правильный уровень железа на клеточном уровне, также участвуют в предотвращении этой кражи.
Эти белки образуют систему, называемую IRP / IRE (белок, регулирующий железо / чувствительный к железу элемент).«Работа, которую мы проделали, выявила связь между двумя очень важными функциями, которые обычно рассматриваются как отдельные: врожденная иммунная система организма и метаболизм железа», — объясняет Маттиас Хентце, соавтор статьи и директор EMBL. .Команда проанализировала, как мыши реагировали на инфекцию, вызванную бактериями Salmonella, в зависимости от того, была ли у них функциональная система IRP / IRE или нет. Мыши, лишенные функциональной системы IRP / IRE из профессиональных иммунных клеток, называемых макрофагами, хорошо себя чувствовали, пока они не были инфицированы, но когда были введены бактерии сальмонеллы, они умерли.
Это показало, что система регуляции железа имеет решающее значение для макрофагов, клеток-мишеней для этого специфического патогена, чтобы эффективно бороться с инфекцией.«Удержание железа от вторгающегося патогена — это врожденная защита от инфекции», — объясняет Бруно Гали, бывший штатный научный сотрудник EMBL-Heidelberg, а в настоящее время руководитель группы Немецкого центра исследования рака (DKFZ). «Наше исследование показывает, что система IRP / IRE играет важную роль в этой защите».Точные механизмы, посредством которых система IRP / IRE работает в макрофагах, потребуют дальнейшего изучения, хотя у исследователей есть ряд теорий.Одна из теорий заключается в том, что белки IRP помогают макрофагам производить молекулу под названием липокалин 2, которая, как известно, блокирует получение бактериями железа от своего хозяина.
Другая идея состоит в том, что система IRP / IRE подавляет экспрессию белка, называемого ферритином. Ферритин присутствует в клетках как своего рода отсек для хранения железа до тех пор, пока оно не понадобится.
Заражающие бактерии получают доступ к этим запасам железа, и если белки IRP отсутствуют, клетка будет хранить гораздо больше железа, чем требуется, обеспечивая тем самым ценные питательные вещества для захватчиков.Теперь группа планирует провести дальнейшие исследования, чтобы выяснить, важна ли система IRP / IRE для других типов бактерий и других типов инфекций, таких как вирусы или паразиты. Они также надеются выяснить, играет ли система IRP / IRE роль в других типах иммунного ответа, таких как воспаление.
Этот иммунный ответ участвует в развитии таких заболеваний человека, как рак или атеросклероз, поэтому лучшее понимание его механизмов может иметь значение для исследования новых методов лечения.Исследование проводилось в сотрудничестве с Гюнтером Вайсом и его коллегами из Медицинского университета Инсбрука и Ферриком Фангом из Вашингтонского университета.