Nová rodina zlúčenín je sľubná pri liečbe parazitických červov

Medzinárodný tím výskumníkov pod vedením University of Toronto objavil rodinu prírodných zlúčenín s potenciálom vytvoriť nové a účinnejšie liečby parazitických červov. Tieto zlúčeniny blokujú jedinečný metabolický proces, ktorý červy využívajú na prežitie v ľudskom čreve.

Parazitické pôdne červy spôsobujú zmätok v rozvojových krajinách v trópoch. Infekcia týmito parazitmi má za následok malátnosť, slabosť, podvýživu a iné vyčerpávajúce symptómy a môže spôsobiť vrodené chyby a narušiť rast detí.

Parazitické pôdne červy infikujú viac ako jednu miliardu ľudí na celom svete, väčšinou v komunitách s nízkymi príjmami v rozvojových krajinách, ktorým chýbajú komplexné systémy zdravotnej starostlivosti a sanitácie. Parazity sú čoraz menej náchylné na niekoľko dostupných antihelmintík, takže je naliehavo potrebné hľadať nové zlúčeniny.

Taylor Davie, prvý autor štúdie a postgraduálny študent v Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research na University of Toronto

Štúdia bola dnes publikovaná v časopise Nature Communications.

Mnoho druhov parazitických červov strávi väčšinu svojho životného cyklu v ľudskom hostiteľovi. Aby sa parazit prispôsobil podmienkam črevného prostredia, najmä nedostatku kyslíka, prepne sa na typ metabolizmu, ktorý závisí od molekuly nazývanej rodochinón (RQ).

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

Výskumný tím sa rozhodol zamerať sa na adaptívny metabolický proces parazitického červa, pretože RQ je prítomný iba v systéme parazita; osoba nevyrába ani nepoužíva RQ. Preto zlúčeniny, ktoré môžu regulovať produkciu alebo aktivitu tejto molekuly, selektívne zabíjajú parazita bez poškodenia ľudského hostiteľa.

Výskumníci skúmali prírodné zlúčeniny izolované z rastlín, húb a baktérií pomocou modelového organizmu C. Elegans. Hoci tento červ nie je parazit, závisí aj od RQ pre metabolizmus, keď nie je dostupný kyslík.

"Je to 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 na Donnelly Center a Temerty School of Medicine..

"Túto obrazovku umožnili nedávne úspechy našej skupiny a iných pri použití C. Elegans na štúdium metabolizmu závislého od RQ, ako aj naša spolupráca s RIKEN, jednou z najväčších japonských výskumných agentúr. Naskenovali sme ich vynikajúcu zbierku 25 000 prírodných zlúčenín, čo viedlo k objavu rodiny benzimidazolových zlúčenín, ktoré zabíjajú červy v závislosti od tohto typu metabolizmu."

Výskumníci navrhujú použitie viacdávkového režimu s použitím novoobjavenej rodiny zlúčenín na liečbu parazitických červov. Hoci je liečba jednou dávkou vhodnejšia pre programy masovej liečby drogami, dlhší liečebný program bude pri ničení parazitov účinnejší.

„Výsledky výskumu, na ktorý sme použili našu knižnicu, nás veľmi tešia,“ povedal Hiroyuki Osada, profesor farmácie na Univerzite Shizuoka a riaditeľ skupiny chemickej biológie v centre RIKEN pre trvalo udržateľné zdroje.

"Štúdia demonštruje silu skríningového prístupu, ktorý umožňuje výskumníkom v tomto prípade skrínovať veľmi veľké množstvo molekúl v rámci koncentrovanej kolekcie prírodných produktov. Screeny sú veľmi účinné, čo je kľúčom k riešeniu naliehavých výskumných otázok globálneho dôležitosť ako je táto."

Ďalšie kroky výskumného tímu zahŕňajú vylepšenie novej triedy inhibítorov prostredníctvom dodatočných in vivo testov s parazitickými červami, ktoré vykoná laboratórium Kaiser na Bazilejskej univerzite 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 obrazovky pomôžu vyvinúť lieky na liečbu hlavných patogénov na celom svete." p>

Tento výskum podporili Inštitúty zdravia Kanady a Európska organizácia pre molekulárnu biológiu.