Как паразиты и случайность привели к новому инструменту для поиска лекарств

Исследователи из Йельской школы медицины обнаружили ключевую роль группы молекул, называемых полиаминами, в развитии паразитов. Эти результаты, опубликованные 18 июня в Science Advances, позволили команде разработать первый в своем роде анализ (assay), который может ускорить открытие лекарств для широкого спектра заболеваний, включая рак и нейродегенеративные расстройства.

Случайное открытие на паразитах

Исследование началось с работы над паразитом Babesia duncani, вызывающим бабезиоз. Во время пандемии COVID-19 в лаборатории закончилась питательная среда для выращивания паразитов. Попытки воссоздать её показали, что паразиты растут только в той версии, которая содержала дополнительный питательный полиамин — путресцин. Так было обнаружено, что путресцин необходим для роста паразита.

Что такое полиамины и почему они важны?

Полиамины — это уникальные молекулы, присутствующие почти во всех живых клетках. Основных три: путресцин, спермидин и спермин. Они защищают клетки от повреждения реактивными молекулами, стабилизируют ДНК и РНК.

Ключевым выводом исследования в Science Advances стало то, что спермидин — самый важный полиамин для развития и выживания паразитов. Спермидин превращается в уникальную молекулу гипусин, которая необходима для трансляции белков — процесса, фундаментального для жизни.

Поскольку полиамины играют важную роль не только при инфекционных заболеваниях, но и при раке и нейродегенеративных расстройствах, они представляют собой потенциальную мишень для широкого спектра болезней.

Создание нового инструмента для скрининга

Долгое время не существовало практичного способа массового тестирования миллионов молекул на предмет ингибирования ферментов, синтезирующих полиамины. Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали флуоресцентный анализ.

Этот анализ использует небольшую молекулу, которая связывается с полиаминами и производит различные флуоресцентные сигналы в зависимости от того, какой полиамин присутствует. Это позволяет измерить, остаются ли путресцин, спермидин или спермин после добавления потенциальных ингибиторов ферментов.

Теперь можно проводить высокопроизводительный скрининг больших химических библиотек для поиска молекул, подавляющих специфические ферменты синтеза полиаминов.

Проблема избирательности: как не навредить здоровым клеткам?

Полиамины необходимы и здоровым клеткам. Подход к избирательности зависит от цели:

  • Против патогенов: Ферменты патогена и человека часто достаточно различаются, чтобы можно было создать ингибитор, нацеленный только на версию патогена.
  • Против рака: Раковые клетки имеют гораздо более высокий уровень полиаминов и ферментов их синтеза. Можно подобрать дозу препарата, которая будет ингибировать раковые клетки, щадя нормальные, эксплуатируя эту зависимость опухоли.

Широкие перспективы открытия

Исследование на Babesia duncani оказалось мощной моделью, так как этого паразита можно культивировать in vitro и размножать на мышах, что удобно для доклинических испытаний.

Ферменты, которые изучаются, консервативны у многих патогенов. Это означает, что ингибиторы, найденные против Babesia, могут стать панантимикробными агентами, действующими против:

Таким образом, инвестиции в разработку лекарства против одного паразита могут привести к созданию препаратов с широким терапевтическим воздействием.

2025-06-23