Новое семейство соединений показывает перспективу в лечении паразитических червей

Международная группа исследователей под руководством Университета Торонто обнаружила семейство натуральных соединений с потенциалом для создания новых и более эффективных методов лечения паразитических червей. Эти соединения блокируют уникальный метаболический процесс, который черви используют для выживания в человеческом кишечнике.

Паразитические черви, передающиеся через почву, наносят ущерб развивающимся странам в тропиках. Инфекция, вызванная этими паразитами, приводит к недомоганию, слабости, недоеданию и другим ослабляющим симптомам и может вызывать развитие дефектов у детей и нарушать их рост.

Паразитические черви, передающиеся через почву, заражают более одного миллиарда человек по всему миру, в основном в малообеспеченных сообществах развивающихся стран, где отсутствуют всеобъемлющие системы здравоохранения и санитарии. Паразиты становятся менее восприимчивыми к немногим доступным противоглистным препаратам, поэтому срочно требуется поиск новых соединений.

Тейлор Дэви, первый автор исследования и аспирант в Центре клеточных и биомолекулярных исследований Доннелли при Университете Торонто

Исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature Communications.

Многие виды паразитических червей проходят большую часть своего жизненного цикла внутри человеческого хозяина. Чтобы адаптироваться к условиям среды кишечника, особенно к отсутствию кислорода, паразит переключается на тип метаболизма, который зависит от молекулы, называемой родохиноном (RQ).

Паразит может выживать внутри своего человеческого хозяина многие месяцы, используя метаболизм, зависящий от RQ.

Исследовательская группа решила нацелиться на адаптивный метаболический процесс паразитического червя, потому что RQ присутствует только в системе паразита; человек не производит и не использует RQ. Следовательно, соединения, которые могут регулировать производство или активность этой молекулы, избирательно уничтожают паразита, не нанося вреда человеческому хозяину.

Исследователи провели скрининг натуральных соединений, выделенных из растений, грибов и бактерий на модельном организме C. elegans. Хотя это не паразит, этот червь также зависит от RQ для метаболизма, когда кислород недоступен.

"Это первый раз, когда нам удалось искать лекарства, которые специально нацелены на необычный метаболизм этих паразитов", сказал Эндрю Фрейзер, главный исследователь исследования и профессор молекулярной генетики в Центре Доннелли и медицинском факультете Темерти.

"Данный экран был возможен благодаря недавним успехам нашей группы и других в использовании C. elegans для изучения метаболизма, зависимого от RQ, а также нашему сотрудничеству с RIKEN, одним из крупнейших исследовательских агентств Японии. Мы просканировали их выдающуюся коллекцию из 25 000 натуральных соединений, что привело к открытию семейства соединений бензимидазола, убивающих червей, зависящих от этого типа метаболизма."

Исследователи предлагают использовать многодозовую схему лечения с помощью вновь открытого семейства соединений для лечения паразитических червей. Хотя лечение одной дозой удобнее для массовых программ медикаментозного лечения, более длительная программа лечения более эффективно уничтожит паразитов.

"Мы очень довольны результатами исследования, для которого мы использовали нашу библиотеку," сказал Хироюки Осада, профессор фармации в Университете Шизуоки и директор группы химической биологии в Центре устойчивых ресурсов RIKEN.

"Исследование демонстрирует мощь подхода скрининга, позволяющего исследователям в данном случае просматривать очень большое количество молекул внутри сосредоточенной коллекции натуральных продуктов. Скрининги очень эффективны, что ключево для решения срочных исследовательских вопросов глобальной значимости, как этот."

Следующие шаги для исследовательской группы включают уточнение нового класса ингибиторов через дополнительные испытания in vivo с паразитическими червями, которые будут проведены лабораторией Кайзера в Университете Базеля в Швейцарии, и продолжение поиска соединений, ингибирующих RQ.

"Это исследование - только начало," сказал Фрейзер. "Мы нашли несколько других очень мощных соединений, влияющих на этот метаболизм, включая впервые соединение, блокирующее способность червей производить RQ. Мы надеемся, что наши скрининги помогут разработать лекарства для лечения крупных патогенов по всему миру."

Это исследование было поддержано Институтами здравоохранения Канады и Европейской организацией молекулярной биологии.