Расшифрованы геномы паразитических плоских червей

Две международные исследовательские группы определили полные генетические последовательности двух видов паразитических плоских червей, вызывающих шистосомоз (или "лихорадку улиток"). Schistosoma mansoni и Schistosoma japonicum стали первыми расшифрованными геномами в большой группе Lophotrochozoa, куда входят и другие свободноживущие и паразитические плоские черви, а также сегментированные круглые черви, такие как дождевой.

Исследование частично поддержано Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) и опубликовано в Nature. Полученная геномная информация указывает пути для разработки лекарств, нацеленных на белки или другие продукты генов, необходимые паразиту для выживания в организме человека или улитки.

Хроническая инфекция делает жизнь миллионов людей в тропиках невыносимой и может привести к смерти. Ежегодно регистрируется более 200 млн случаев шистосомоза, около 20 млн человек серьезно страдают от анемии, диареи и повреждения органов. В Африке к югу от Сахары болезнь убивает около 280 000 человек в год.

Люди заражаются, купаясь в воде, где обитают улитки — промежуточные хозяева паразита. Микроскопические личинки внедряются в кожу, мигрируют в кровеносные сосуды и созревают. Самки, живущие внутри более крупных самцов, ежедневно выделяют тысячи яиц.

С 1980-х годов для контроля болезни в десятках стран используется недорогой препарат празиквантел. Однако он не предотвращает повторного заражения, а массовое применение одного лекарства повышает риск развития устойчивости паразита.

Поиск новых мишеней для лекарств был ключевой целью команды, секвенировавшей геном S. mansoni. Группа под руководством Наджиба М. Эль-Саида определила последовательность из 363 миллионов нуклеотидов, кодирующих 11 809 генов. Анализ выявил потерю одних и расширение других семейств генов по сравнению с непаразитическими червями, что связано с паразитическим образом жизни.

Например, обнаружен высокий процент генов, кодирующих протеазы — ферменты, необходимые для проникновения через ткани хозяина. Также у червей развиты нейросенсорные системы для ориентации в воде и организме хозяина; гены, кодирующие связанные с этим сигнальные белки, составили значительную долю геномов обоих видов.

Используя биоинформатические методы, исследователи построили карты более 600 ферментативных реакций в метаболических путях и выявили 120 ферментов червя, которые потенциально можно заблокировать лекарствами.

Кроме того, сравнив данные о белках паразита с базой существующих препаратов, ученые нашли 66 уже одобренных лекарств, которые теоретически могут быть эффективны против шистосомоза. Этот список — хорошая отправная точка для дальнейших исследований.