Nová skupina zlúčenín sľubuje liečbu parazitických červov

Medzinárodný tím výskumníkov pod vedením Univerzity v Toronte objavil skupinu prírodných zlúčenín s potenciálom vytvoriť nové a účinnejšie spôsoby liečby parazitických červov. Tieto zlúčeniny blokujú jedinečný metabolický proces, ktorý červy používajú na prežitie v ľudskom čreve.

Pôdne parazitické červy spôsobujú v rozvojových krajinách trópov chaos. Infekcia týmito parazitmi spôsobuje nevoľnosť, slabosť, podvýživu a ďalšie oslabujúce príznaky a môže u detí spôsobiť vrodené chyby a narušiť ich rast.

Pôdne parazitické červy infikujú viac ako miliardu ľudí na celom svete, väčšinou v chudobných komunitách v rozvojových krajinách, kde chýbajú komplexné zdravotnícke a hygienické systémy. Parazity sú čoraz menej náchylné na málo dostupných antihelmintických liekov, takže je naliehavo potrebné nájsť nové zlúčeniny.

Taylor Davie, prvý autor štúdie a doktorand v Donnelly Centre for Cellular and Biomolecular Research na University of Toronto

Štúdia bola dnes publikovaná v časopise Nature Communications.

Mnoho druhov parazitických červov trávi väčšinu svojho životného cyklu v ľudskom hostiteľovi. Aby sa parazit prispôsobil črevnému prostrediu, najmä nedostatku kyslíka, prepína na typ metabolizmu, ktorý závisí od molekuly nazývanej rodochinón (RQ).

Parazit dokáže prežiť vo svojom ľudskom hostiteľovi mnoho mesiacov pomocou metabolizmu závislého od RQ.

Výskumný tím sa rozhodol zamerať na adaptívny metabolický proces parazitického červa, pretože RQ je prítomný iba v systéme parazita; ľudia ho neprodukujú ani nepoužívajú. Preto zlúčeniny, ktoré dokážu regulovať produkciu alebo aktivitu tejto molekuly, by selektívne zabili parazita bez poškodenia ľudského hostiteľa.

Výskumníci skúmali prírodné zlúčeniny izolované z rastlín, húb a baktérií na modelovom organizme C. elegans. Hoci nie je parazit, tento červ je tiež závislý od RQ pre metabolizmus, keď nie je k dispozícii kyslík.

„Toto je prvýkrát, čo sme boli schopní hľadať lieky, ktoré sa špecificky zameriavajú na nezvyčajný metabolizmus týchto parazitov,“ povedal Andrew Fraser, hlavný výskumník štúdie a profesor molekulárnej genetiky v Donnelly Center a Temerty School of Medicine.

„Tento skríning bol umožnený vďaka nedávnemu pokroku našej skupiny a ďalších pri používaní C. elegans na štúdium metabolizmu závislého od RQ, ako aj našej spolupráci s RIKEN, jednou z najväčších japonských výskumných agentúr. Preskúmali sme ich pozoruhodnú zbierku 25 000 prírodných zlúčenín, čo viedlo k objavu rodiny benzimidazolových zlúčenín, ktoré zabíjajú červy závislé od tohto typu metabolizmu.“

Výskumníci navrhujú viacdávkový režim novo objavenej skupiny zlúčenín na liečbu parazitických červov. Zatiaľ čo jednorazová liečba je vhodnejšia pre programy hromadnej liečby drogovej závislosti, dlhodobejší liečebný program by bol účinnejší pri ničení parazitov.

„S výsledkami štúdie, pre ktorú sme využili našu knižnicu, sme veľmi spokojní,“ povedal Hiroyuki Osada, profesor farmácie na Univerzite Shizuoka a riaditeľ skupiny chemickej biológie v Centre pre udržateľné zdroje RIKEN.

„Štúdia demonštruje silu skríningového prístupu, ktorý v tomto prípade umožňuje výskumníkom skríningovať veľmi veľké množstvo molekúl v rámci koncentrovanej zbierky prírodných produktov. Skríningy sú veľmi účinné, čo je kľúčové pre riešenie naliehavých výskumných otázok globálneho významu, ako je táto.“

Ďalšie kroky výskumného tímu zahŕňajú zdokonalenie novej triedy inhibítorov prostredníctvom dodatočných in vivo testov s parazitickými červami, ktoré vykoná Kaiserovo laboratórium na Univerzite v Bazileji vo Švajčiarsku, a pokračovanie v hľadaní zlúčenín, ktoré inhibujú RQ.

„Táto štúdia je len začiatok,“ povedal Fraser. „Našli sme niekoľko ďalších veľmi účinných zlúčenín, ktoré ovplyvňujú tento metabolizmus, vrátane zlúčeniny, ktorá po prvýkrát blokuje schopnosť červov produkovať RQ. Dúfame, že naše testy pomôžu vyvinúť lieky na liečbu hlavných patogénov na celom svete.“

Tento výskum podporili Kanadské zdravotnícke inštitúty a Európska organizácia pre molekulárnu biológiu.