Two-component systems of mycobacterium tuberculosis as potential targets for drug development

Abstract

Tuberculosis, caused by Mycobacterium tuberculosis, is a global health problem with approximately two million deaths every year. Furthermore, up to one-third of the world population is infected with latent form of this bacterium. Existing anti-tuberculosis therapies are directed against actively replicating bacteria, while there is no particular treatment for latent tuberculosis infection. Bacterial two-component systems (TCSs) are pleiotropic and play a central role in the adaptation of pathogenic bacteria to the environment prevailing within host tissues. TCS allow microorganisms to sense and respond to changes in many different environmental conditions therefore are considered potential pharmacological targets for the development of novel antimycobacterial drugs. In this work, we review the current knowledge of the TCSs of Mycobacterium tuberculosis. We discuss their role in bacterial pathogenesis and virulence. We pay special attention to the DosS/DosT/DosR TCS, emphasizing its importance in latent tuberculosis development.

La tuberculosis, infección causada por Mycobacterium tuberculosis, es un problema global de salud que causa aproximadamente dos millones de muertes anuales. Además, se estima que un tercio de la población mundial está infectada con la forma latente de este bacilo. Las terapias existentes contra la tuberculosis están dirigidas contra bacterias que se replican activamente, mientras que no hay actualmente ningún tratamiento específico para la infección latente de tuberculosis. Los sistemas de dos componentes (two-component systems, TCSs) bacterianos juegan un papel central en la adaptación de las bacterias patógenas al medio ambiente que prevalece en los tejidos del huésped. Los TCSs permiten a los microorganismos detectar y responder a los cambios en diferentes condiciones ambientales, y como tales se consideran posibles dianas terapéuticas para el diseño de nuevos fármacos antimicobacterianos. En esta revisión, se describe el conocimiento actual de los TCS de Mycobacterium tuberculosis. Se discute el papel que desempeñan en la patogénesis bacteriana y en la virulencia, destacando el sistema DosS/DosT/DosR por su papel en el desarrollo de la tuberculosis latente.

La tuberculosi, infecció causada per Mycobacterium tuberculosis, és un problema global de salut que causa aproximadament dos milions de morts anuals. A més un terç de la població mundial està infectada amb la forma latent d’aquest bacil. Les teràpies existents contra la tuberculosi estan dirigides contra els bacteris que es repliquen activament, mentre que no hi ha tractament específic per a la infecció latent. Els sistemes de dos components (two-component systems, TCSs) bacterians tenen un paper central en l’adaptació dels bacteris patògens al medi ambient que preval dins dels teixits de l’hoste. Els TCS permeten als microorganismes detectar i respondre als canvis en moltes condicions ambientals diferents, i com a tals es consideren potencials dianes farmacològiques per al disseny de nous fàrmacs antimicobacterians. En aquest treball, es revisa el coneixement actual dels TCSs de Mycobacterium tuberculosis. Es discuteix el paper que tenen en la patogènesi bacteriana i virulència, amb particular atenció al TCS DosS/DosT/DosR pel seu paper en el desenvolupament de la tuberculosi latent.