Ett team under ledning av professor Arne Skerra vid Münchens tekniska universitet (TUM) har utvecklat en innovativ strategi för att förhindra att mjältbrandsbakterien absorberar järn, vilket är avgörande för dess överlevnad. Det gör det genom att neutralisera ett speciellt järnkomplexbildare som produceras av bakterien. Eftersom mjältbrandspatogenen bara sprider sig i kroppen när den får tillgång till det väsentliga elementet, detta förväntas ge en effektiv behandling mot den livshotande infektionen.

Mjältbrand är en sjukdom som orsakas av bakterier. Även om patogenen som är ansvarig för mjältbrand kan behandlas med antibiotika, giftet det frigör i kroppen är särskilt farligt. Om infektionen upptäcks för sent, det är ofta dödligt.

Mjältbrandspatogenen kan överleva i jorden i årtionden i form av sporer. Betande boskap, som kor eller får, får i sig sporerna och blir infekterad med mjältbrand. Personer som arbetar med dessa boskapsdjur eller med animaliska produkter kan bli smittade; dock, det är mycket sällsynt att mjältbrand förekommer i djurbesättningar i Tyskland idag.

Vidare, människor kan också bli smittade av sjukdomen om köttet från infekterade djur inte är tillräckligt uppvärmt. I slutet av augusti i år, boskap i sydöstra Frankrike blev infekterade med mjältbrand – det allvarligaste utbrottet på 20 år, enligt franska medier. Populationer av schimpanser och gorillor som lever i det vilda är också hotade av mjältbrand.

I dag, mjältbrand utgör ett globalt hot främst på grund av dess potentiella användning som biovapen. År 2001, flera brev med mjältbrandssporer distribuerades i USA. Fem personer dog vid den tiden.

Inaktivering av järntransportören

Precis som vilken cell som helst i kroppen, bakterier kräver det essentiella spårämnet järn. Dock, i kroppsvätskor, järn är tätt bunden till proteiner, och är därför inte lättillgänglig. Följaktligen, bakterier producerar speciella komplexbildare som kallas sideroforer (järnbärare) för att binda de få tillgängliga järnjonerna och sedan absorbera dem via sina egna importsystem. Det mänskliga immunförsvaret förhindrar detta via ett protein som cirkulerar i blodet som kallas siderokalin. Den har en hög affinitet för vanliga järnsideroforer och rensar dem, så att de kan avlägsnas via njurarna.

Petrobaktin är en speciell järnbärare som produceras av mjältbrandspatogenen som inte känns igen av siderokalin. Syftet med professor Skerra från institutionen för biologisk kemi var att inaktivera denna miltbrand siderofor, därigenom hämmar reproduktionen av mjältbrandspatogenen. Med hjälp av Anticalin-teknik, som utvecklades av hans avdelning, han och hans team kunde rekonstruera kroppens egen siderocalin. Resultatet blev "petrocalin, " som kan neutralisera mjältbrandspatogenens siderofor.

"Det nyutvecklade petrokalinet fångar upp petrobaktin, därigenom berövar mjältbrandspatogenen tillgång till livsviktigt järn och fungerar som ett proteinantibiotikum, " säger Skerra. "I samarbete med professor Siegfried Scherer från institutionen för mikrobiell ekologi, vi har kunnat visa att detta tillvägagångssätt fungerar i bakteriekulturer."

Skerras strategi öppnar en ny väg för behandling av mjältbrandsinfektioner genom att effektivt undertrycka spridningen av bakterien i patientens kropp. De biokemiska och proteinstrukturanalyserna kommer att publiceras av Skerra och hans kollegor i den internationellt kända tidskriften Angewandte Chemie , ger också insikt i de molekylära mekanismerna.