Tirosin-fosfatasi A (PtpA) di Mycobacterium Tuberculosis: caratterizzazione di un potenziale bersaglio per lo sviluppo di nuovi farmaci anti-virulenza.

Tuberculosis (TB) is a transmissible, multisistemic disease that primarily affects the respiratory system, caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb). TB is one of the top ten causes of death worldwide and up to the COVID-19 pandemic, it was the leading cause of death due to a single infectious agent. According to the data distributed by the WHO in 2020 about 9.9 million people fell ill with tuberculosis, and of these 1.3 million died. One of the main issues to contrast the spread of TB is the insurgence of multidrug-resistant (MDR) and extensively drug-resistant (XDR) M. tuberculosis strains, and for this reason the development of novel therapeutic agents with novel mechanisms of action is an urgent need. Bacterial virulence factors have proved to be excellent targets for the development of new drugs that are specific for a pathogen, globally improve the clearance of the pathogen but without directly affecting cell division or essential functions; therefore they do not exert selective pressure preventing resistance insurgence. In this study, in order to propose new antitubercular molecules, we investigated a virulence factors fundamental for Mbt to establish the infection: the protein tyrosine-phosphatase A (PtpA). This protein secreted by Mbt in the cytoplasm of macrophages, is essential to prevent its maturation. To this purpose, the gene encoding PtpA was cloned in an expression vector, and the protein expressed and purified. The enzyme was then characterised and used to screen a library of compounds, in order to identify and select potential scaffolds for the development of specific inhibitors.

La tubercolosi (TB) è una malattia trasmissibile, multisistemica, causata dal bacillo Mycobacterium tuberculosis (Mbt), che colpisce principalmente il sistema respiratorio. TB è una delle prime dieci cause di morte in tutto il mondo e fino alla pandemia di COVID-19, era la principale causa di morte a causa di un singolo agente infettivo. Secondo i dati distribuiti dall’OMS nel 2020 circa 9,9 milioni di persone si sono ammalate di tubercolosi, e tra queste 1,3 milioni sono morte. Uno dei maggiori problemi nel contrastare la diffusione della malattia è l'insorgenza di ceppi di M. tubercolosis multiresistenti (MDR) ed estensivamente resistenti (XDR) ai farmaci, che rende necessario lo sviluppo di nuovi agenti terapeutici con nuovi meccanismi d'azione. I fattori di virulenza si sono rivelati degli ottimi target alternativi per lo sviluppo di nuovi farmaci poiché questi ultimi generalmente sono specifici per un determinato agente patogeno, migliorano globalmente la clearance del patogeno ma senza colpire direttamente funzioni essenziali, quindi non esercitando pressione selettiva evitano lo sviluppo di resistenza. In questo lavoro di tesi, al fine di proporre nuove molecole con attività antitubercolare è stato studiato un fattore di virulenza fondamentale per l’insorgenza ed il mantenimento dell’infezione da parte di Mbt: la proteina tirosin-fosfatasi A (PtpA). Questa proteina è secreta da Mbt nel citoplasma dei macrofagi, dove svolge un ruolo essenziale per impedirne la maturazione del fago-lisosoma, favorendo quindi l’instaurazione dell’infezione. A tale scopo, il gene codificante PtpA è stato clonato in un vettore di espressione, e la proteina ricombinante espressa e purificata. L’enzima è stato quindi caratterizzato e utilizzato per lo screening di una serie di composti, allo scopo di individuare degli scaffold, utili per lo sviluppo di inibitori specifici.