Nowa rodzina związków jest obiecująca w leczeniu robaków pasożytniczych

Międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez Uniwersytet w Toronto odkrył rodzinę naturalnych związków, które mogą potencjalnie stworzyć nowe i skuteczniejsze metody leczenia robaków pasożytniczych. Związki te blokują unikalny proces metaboliczny, dzięki któremu robaki mogą przetrwać w ludzkim jelicie.

Pasożytnicze robaki żyjące w glebie sieją spustoszenie w krajach rozwijających się w tropikach. Zakażenie tymi pasożytami powoduje złe samopoczucie, osłabienie, niedożywienie i inne wyniszczające objawy, a także może powodować wady wrodzone i upośledzać rozwój dzieci.

Pasożytnicze robaki przenoszone przez glebę zakażają ponad miliard ludzi na całym świecie, głównie w społecznościach o niskich dochodach w krajach rozwijających się, w których brakuje kompleksowych systemów opieki zdrowotnej i warunków sanitarnych. Pasożyty stają się coraz mniej podatne na nieliczne dostępne leki przeciwrobacze, dlatego pilnie potrzebne są poszukiwania nowych związków.

Taylor Davie, pierwszy autor badania i absolwent Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research na Uniwersytecie w Toronto

Badanie opublikowano dzisiaj w czasopiśmie Nature Communications.

Wiele gatunków pasożytniczych robaków spędza większość swojego cyklu życiowego w ludzkim żywicielu. Aby przystosować się do warunków środowiska jelitowego, zwłaszcza do braku tlenu, pasożyt przechodzi na taki rodzaj metabolizmu, który zależy od cząsteczki zwanej rodochinonem (RQ).

Pasożyt może przetrwać w organizmie człowieka przez wiele miesięcy, korzystając z metabolizmu zależnego od RQ.

Zespół badawczy zdecydował się skupić na adaptacyjnym procesie metabolicznym pasożyta, ponieważ RQ występuje tylko w organizmie pasożyta; dana osoba nie produkuje ani nie używa RQ. Dlatego związki, które mogą regulować produkcję lub aktywność tej cząsteczki, selektywnie zabijają pasożyta, nie szkodząc ludzkiemu żywicielowi.

Naukowcy zbadali naturalne związki wyizolowane z roślin, grzybów i bakterii, korzystając z organizmu modelowego C. Elegans. Chociaż robak ten nie jest pasożytem, metabolizm ten zależy również od RQ, gdy tlen nie jest dostępny.

„Po raz pierwszy udało nam się znaleźć leki ukierunkowane konkretnie na nietypowy metabolizm tych pasożytów” – powiedział Andrew Fraser, główny badacz badania i profesor genetyki molekularnej w Donnelly Center i Temerty School of Medicine.

„Ten ekran powstał dzięki niedawnym sukcesom naszej grupy i innych osób w wykorzystaniu C. Elegans do badania metabolizmu zależnego od RQ, a także naszej współpracy z RIKEN, jedną z największych japońskich agencji badawczych. Zeskanowaliśmy ich wyjątkową kolekcję 25 000 naturalnych związków, co doprowadziło do odkrycia rodziny związków benzimidazolowych, które zabijają robaki w zależności od tego typu metabolizmu.”

Naukowcy proponują zastosowanie schematu wielodawkowego z wykorzystaniem nowo odkrytej rodziny związków do leczenia robaków pasożytniczych. Chociaż leczenie pojedynczą dawką jest wygodniejsze w przypadku masowych programów leczenia uzależnień, dłuższy program leczenia będzie skuteczniejszy w zabijaniu pasożytów.

„Jesteśmy bardzo zadowoleni z wyników badań, do których wykorzystaliśmy naszą bibliotekę” – powiedział Hiroyuki Osada, profesor farmacji na Uniwersytecie Shizuoka i dyrektor grupy biologii chemicznej w Centrum Zrównoważonych Zasobów RIKEN.

„Badanie pokazuje siłę podejścia przesiewowego, które w tym przypadku umożliwia naukowcom zbadanie przesiewowe bardzo dużej liczby cząsteczek w skoncentrowanym zbiorze produktów naturalnych. Badania przesiewowe są bardzo wydajne, co jest kluczem do odpowiedzi na pilne pytania badawcze na całym świecie takie znaczenie.”

Kolejne kroki zespołu badawczego to udoskonalenie nowej klasy inhibitorów poprzez dodatkowe badania in vivo na robakach pasożytniczych, które zostaną przeprowadzone przez laboratorium Kaiser na Uniwersytecie w Bazylei w Szwajcarii oraz kontynuacja poszukiwań związków hamujących RQ.

„To badanie to dopiero początek” – powiedział Fraser. „Odkryliśmy kilka innych bardzo silnych związków wpływających na ten metabolizm, w tym po raz pierwszy związek blokujący zdolność robaków do wytwarzania RQ. Mamy nadzieję, że nasze badania przesiewowe pomogą w opracowaniu leków do leczenia głównych patogenów na całym świecie.” p>

Badania te były wspierane przez Kanadyjski Instytut Zdrowia i Europejską Organizację Biologii Molekularnej.