Nova obitelj spojeva obećava u liječenju parazitskih crva

Međunarodni tim istraživača predvođen Sveučilištem u Torontu otkrio je obitelj prirodnih spojeva s potencijalom za stvaranje novih i učinkovitijih tretmana za parazitske crve. Ti spojevi blokiraju jedinstveni metabolički proces koji crvi koriste za preživljavanje u ljudskim crijevima.

Parazitski crvi koji se prenose tlom uzrokuju pustoš u zemljama u razvoju u tropima. Infekcija ovim parazitima uzrokuje malaksalost, slabost, pothranjenost i druge iscrpljujuće simptome te može uzrokovati urođene mane kod djece i oštetiti njihov rast.

Parazitski crvi koji se prenose tlom zaraze više od milijardu ljudi diljem svijeta, uglavnom u siromašnim zajednicama u zemljama u razvoju kojima nedostaju sveobuhvatni zdravstveni i sanitarni sustavi. Paraziti postaju manje osjetljivi na rijetke dostupne antihelmintske lijekove, stoga je hitno potrebno pronaći nove spojeve.

Taylor Davie, prvi autor studije i diplomirani student na Donnelly Centru za stanična i biomolekularna istraživanja Sveučilišta u Torontu

Studija je danas objavljena u časopisu Nature Communications.

Mnoge vrste parazitskih crva provode veći dio svog životnog ciklusa unutar ljudskog domaćina. Kako bi se prilagodio crijevnoj sredini, posebno nedostatku kisika, parazit prelazi na vrstu metabolizma koja ovisi o molekuli zvanoj rodokinon (RQ).

Parazit može preživjeti unutar svog ljudskog domaćina mnogo mjeseci koristeći metabolizam ovisan o RQ-u.

Istraživački tim odlučio je ciljati adaptivni metabolički proces parazitskog crva jer je RQ prisutan samo u sustavu parazita; ljudi ga ne proizvode niti koriste. Stoga bi spojevi koji mogu regulirati proizvodnju ili aktivnost ove molekule selektivno ubijali parazita bez nanošenja štete ljudskom domaćinu.

Istraživači su na modelnom organizmu C. elegans ispitivali prirodne spojeve izolirane iz biljaka, gljiva i bakterija. Iako nije parazit, ovaj crv također ovisi o RQ-u za metabolizam kada kisik nije dostupan.

„Ovo je prvi put da smo u mogućnosti tražiti lijekove koji specifično ciljaju neobičan metabolizam ovih parazita“, rekao je Andrew Fraser, glavni istraživač studije i profesor molekularne genetike u Donnelly Centru i Medicinskom fakultetu Temerty.

„Ovo istraživanje omogućeno je nedavnim napretkom naše grupe i drugih u korištenju C. elegans za proučavanje metabolizma ovisnog o RQ-u, kao i našom suradnjom s RIKEN-om, jednom od najvećih japanskih istraživačkih agencija. Pregledali smo njihovu izvanrednu kolekciju od 25 000 prirodnih spojeva, što je dovelo do otkrića obitelji benzimidazolnih spojeva koji ubijaju crve ovisne o ovoj vrsti metabolizma.“

Istraživači predlažu režim višestrukih doza novootkrivene obitelji spojeva za liječenje parazitskih crva. Iako je liječenje jednom dozom prikladnije za masovne programe liječenja od droga, dulji program liječenja bio bi učinkovitiji u ubijanju parazita.

„Vrlo smo zadovoljni rezultatima studije za koju smo koristili našu knjižnicu“, rekao je Hiroyuki Osada, profesor farmacije na Sveučilištu Shizuoka i direktor skupine za kemijsku biologiju u Centru za održive resurse RIKEN.

„Studija pokazuje moć pristupa probira, koji u ovom slučaju omogućuje istraživačima probir vrlo velikog broja molekula unutar koncentrirane kolekcije prirodnih proizvoda. Probiri su vrlo učinkoviti, što je ključno za rješavanje hitnih istraživačkih pitanja od globalnog značaja poput ovog.“

Sljedeći koraci istraživačkog tima uključuju usavršavanje nove klase inhibitora dodatnim in vivo testiranjem s parazitskim crvima, koje će provesti Kaiserov laboratorij na Sveučilištu u Baselu u Švicarskoj, te nastavak potrage za spojevima koji inhibiraju RQ.

„Ova studija je tek početak“, rekao je Fraser. „Pronašli smo nekoliko drugih vrlo potentnih spojeva koji utječu na ovaj metabolizam, uključujući, po prvi put, spoj koji blokira sposobnost crva da proizvode RQ. Nadamo se da će naši testovi pomoći u razvoju lijekova za liječenje glavnih patogena diljem svijeta.“

Ovo istraživanje podržali su Zdravstveni instituti Kanade i Europska organizacija za molekularnu biologiju.