Nova družina spojin je obetavna pri zdravljenju parazitskih črvov

Mednarodna ekipa raziskovalcev pod vodstvom Univerze v Torontu je odkrila družino naravnih spojin, ki bi lahko ustvarile nova in učinkovitejša zdravila za parazitske črve. Te spojine blokirajo edinstven presnovni proces, ki ga črvi uporabljajo za preživetje v človeškem črevesju.

Parazitski črvi, ki se prenašajo s prstjo, povzročajo opustošenje v državah v razvoju v tropih. Okužba s temi paraziti povzroča slabo počutje, šibkost, podhranjenost in druge izčrpavajoče simptome ter lahko povzroči prirojene okvare pri otrocih in poslabša njihovo rast.

Parazitski črvi, ki se prenašajo iz zemlje, okužijo več kot milijardo ljudi po vsem svetu, večinoma v revnih skupnostih v državah v razvoju, ki nimajo celovitega zdravstvenega in sanitarnega sistema. Paraziti postajajo manj dovzetni za nekaj razpoložljivih antihelmintičnih zdravil, zato je nujno potrebno najti nove spojine.

Taylor Davie, prvi avtor študije in podiplomski študent na Donnellyjevem centru za celične in biomolekularne raziskave na Univerzi v Torontu

Študija je bila danes objavljena v reviji Nature Communications.

Številne vrste parazitskih črvov preživijo večino svojega življenjskega cikla v človeškem gostitelju. Da bi se parazit prilagodil črevesnemu okolju, zlasti pomanjkanju kisika, preklopi na vrsto presnove, ki je odvisna od molekule, imenovane rodokinon (RQ).

Parazit lahko preživi v človeškem gostitelju več mesecev z uporabo RQ-odvisnega metabolizma.

Raziskovalna skupina se je odločila, da bo ciljala na prilagoditveni presnovni proces parazitskega črva, ker je RQ prisoten le v sistemu parazita; ljudje ga ne proizvajajo ali uporabljajo. Zato bi spojine, ki lahko uravnavajo proizvodnjo ali aktivnost te molekule, selektivno ubile parazita, ne da bi pri tem škodovale človeškemu gostitelju.

Raziskovalci so na modelnem organizmu C. elegans pregledali naravne spojine, izolirane iz rastlin, gliv in bakterij. Čeprav ta črv ni parazit, je za presnovo odvisen tudi od RQ, kadar kisik ni na voljo.

"To je prvič, da smo lahko iskali zdravila, ki so posebej usmerjena v nenavaden metabolizem teh parazitov," je dejal Andrew Fraser, glavni raziskovalec študije in profesor molekularne genetike v Centru Donnelly in Medicinski fakulteti Temerty.

"Ta pregled je bil omogočen zaradi nedavnega napredka naše skupine in drugih pri uporabi C. elegans za preučevanje metabolizma, odvisnega od RQ, ter našega sodelovanja z RIKEN, eno največjih japonskih raziskovalnih agencij. Pregledali smo njihovo izjemno zbirko 25.000 naravnih spojin, kar je privedlo do odkritja družine benzimidazolnih spojin, ki ubijajo črve, odvisne od te vrste metabolizma."

Raziskovalci predlagajo režim večkratnega odmerjanja novo odkrite družine spojin za zdravljenje parazitskih črvov. Medtem ko je zdravljenje z enim odmerkom bolj priročno za množične programe zdravljenja odvisnosti od drog, bi bil daljši program zdravljenja učinkovitejši pri uničevanju parazitov.

»Z rezultati študije, za katero smo uporabili našo knjižnico, smo zelo zadovoljni,« je dejal Hiroyuki Osada, profesor farmacije na univerzi Shizuoka in direktor skupine za kemijsko biologijo v Centru za trajnostne vire RIKEN.

"Študija dokazuje moč presejalnega pristopa, ki raziskovalcem v tem primeru omogoča, da pregledajo zelo veliko število molekul znotraj koncentrirane zbirke naravnih produktov. Presejalniki so zelo učinkoviti, kar je ključnega pomena za reševanje nujnih raziskovalnih vprašanj globalnega pomena, kot je to."

Naslednji koraki raziskovalne skupine vključujejo izpopolnjevanje novega razreda inhibitorjev z dodatnim testiranjem in vivo s parazitskimi črvi, ki ga bo izvedel Kaiserjev laboratorij na Univerzi v Baslu v Švici, in nadaljnje iskanje spojin, ki zavirajo RQ.

»Ta študija je šele začetek,« je dejal Fraser. »Našli smo še nekaj drugih zelo močnih spojin, ki vplivajo na ta metabolizem, vključno s spojino, ki prvič blokira sposobnost črvov za proizvodnjo RQ. Upamo, da bodo naši testi pomagali razviti zdravila za zdravljenje glavnih patogenov po vsem svetu.«

To raziskavo so podprli zdravstveni inštituti Kanade in Evropska organizacija za molekularno biologijo.