Найдено уязвимое место паразита-убийцы
Два исследования под руководством учёных из UT Southwestern проливают свет на биологию и потенциальные уязвимости шистосом — паразитических плоских червей, вызывающих малоизвестное тропическое заболевание шистосомоз. Результаты, опубликованные онлайн в Science, могут изменить ход этой болезни, которая убивает до 250 000 человек в год.
Около 240 миллионов человек в мире больны шистосомозом — в основном дети в Африке, Азии и Южной Америке из числа «беднейших из бедных», говорит руководитель исследования Джеймс Дж. Коллинз III, доктор философии.
Большинство инфицированных выживают, но умирающие часто страдают от органной недостаточности или вызванного паразитом рака. Симптомы могут быть достаточно серьёзными, чтобы лишить людей возможности продуктивной жизни.
Паразит, вызывающий это заболевание, имеет сложный жизненный цикл, включающий стадии как в пресноводных улитках, так и в млекопитающих. Обитая в кровеносной системе млекопитающих, шистосомы питаются кровью и откладывают огромное количество яиц, вызывая симптомы: боль в животе, диарею, кровавый стул или кровь в моче. Личинки червей попадают из улиток в воду, где могут заразить человека, проникнув через кожу. Шистосомоз может стать хроническим заболеванием, длящимся годами.
Для лечения доступен только один препарат — празиквантел. Однако он имеет ограниченную эффективность: не убивает все внутримаммальные стадии жизненного цикла шистосомы и имеет непостоянную частоту излечения в эндемичных регионах. Фармацевтические компании мало заинтересованы в разработке новых препаратов из-за отсутствия денежного стимула. Следовательно, относительно мало исследований посвящено базовой биологии шистосом, которая могла бы выявить их уязвимости для новых лекарств.
Коллинз и его коллеги провели два отдельных исследования — на клеточном и молекулярном уровне.
Первое исследование: атлас клеток
Целью было создать атлас типов клеток Schistosoma mansoni — одного из видов шистосом. Используя метод single-cell RNA sequencing, команда идентифицировала 68 молекулярно уникальных кластеров клеток, включая популяцию стволовых клеток, формирующих кишечник. Когда с помощью RNA interference (RNAi) был отключён ключевой ген в этих клетках, черви не могли переваривать эритроциты — что критически важно для их роста и патогенеза.
Второе исследование: скрининг генов
Исследователи использовали RNAi для определения функции около 20% кодирующих белок генов S. mansoni — всего 2216 генов. Ранее была оценена лишь горстка генов этих организмов.
Деактивируя гены по одному, команда выявила более 250 генов, критически важных для выживания. Используя базу данных фармакологических соединений, учёные нашли несколько веществ, активных против червей. Также были обнаружены две протеинкиназы, необходимые для функции мышц. При их ингибировании черви парализовались и в итоге умирали, что указывает на потенциал препаратов, нацеленных на эти белки. Следующим шагом будет поиск ингибиторов этих белков.
По словам Коллинза, эти успехи в понимании базовой биологии шистосом могут в конечном итоге привести к новым методам лечения, которые спасут бесчисленное количество жизней в эндемичных регионах.
«Это очень важное заболевание, о котором большинство людей никогда не слышали. Нам необходимо инвестировать и активизировать исследования этих паразитов».