Обнаружено семейство природных соединений, избирательно убивающих паразитов

Международная команда исследователей из Университета Торонто обнаружила семейство природных соединений, перспективных для создания новых и более эффективных средств лечения паразитических червей. Эти соединения нарушают уникальный метаболический процесс, который позволяет червям выживать в кишечнике человека.

Почвенные паразитические черви наносят огромный ущерб в развивающихся странах тропического пояса. Заражение приводит к недомоганию, слабости, недоеданию, другим изнурительным симптомам, может вызывать нарушения развития и замедлять рост у детей.

"Почвенные паразитические черви инфицируют более миллиарда человек по всему миру, обычно в сообществах с низким доходом в развивающихся странах, где нет всеобщего здравоохранения и инфраструктуры для санитарии", — сказал Тейлор Дэви, первый автор исследования и аспирант Центра клеточных и биомолекулярных исследований Доннелли. "Паразиты становятся менее восприимчивыми к немногим доступным антигельминтным препаратам, поэтому существует острая необходимость в поиске новых соединений".

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Многие виды паразитических червей проводят значительную часть своего жизненного цикла внутри человека-хозяина. Чтобы адаптироваться к условиям кишечника, в частности к недостатку кислорода, паразит переключается на тип метаболизма, зависящий от молекулы под названием родохинон (RQ).

Паразит может выживать внутри хозяина в течение многих месяцев, используя RQ-зависимый метаболизм.

Команда выбрала целью именно этот адаптивный метаболический процесс, потому что RQ присутствует только в системе паразита — люди не производят и не используют RQ. Следовательно, соединения, способные регулировать производство или активность этой молекулы, будут избирательно убивать паразита, не причиняя вреда человеку.

Исследователи провели скрининг природных соединений, выделенных из растений, грибов и бактерий, на модельном организме C. elegans. Хотя это не паразит, этот червь также зависит от RQ для метаболизма при отсутствии кислорода.

"Это первый раз, когда мы смогли провести скрининг лекарств, специфически нацеленных на необычный метаболизм этих паразитов", — сказал Эндрю Фрейзер, руководитель исследования и профессор молекулярной генетики.

"Скрининг стал возможен только благодаря недавнему прогрессу, достигнутому нашей группой и другими в использовании C. elegans для изучения RQ-зависимого метаболизма, и нашему сотрудничеству с RIKEN, одним из крупнейших исследовательских агентств Японии. Мы проанализировали их мировую коллекцию из 25 000 природных соединений, что привело к открытию семейства бензимидазольных соединений, убивающих червей, полагающихся на этот тип метаболизма".

Исследователи предлагают использовать многодозовый режим лечения с помощью нового семейства соединений. Хотя однократное лечение проще организовать в программах массового введения лекарств, более длительный курс лечения устранит паразита эффективнее.

"Мы очень довольны результатами исследования, в котором использовалась наша библиотека", — сказал Хироюки Осада, профессор фармации Университета Сидзуоки.

"Исследование демонстрирует силу подхода скрининга, позволяя в данном случае исследовать очень большое количество молекул в рамках целенаправленной коллекции природных продуктов. Скрининги очень эффективны, что является ключевым для решения срочных исследовательских вопросов глобальной значимости, подобных этому".

Следующие шаги команды — усовершенствовать новый класс ингибиторов с помощью дополнительных испытаний in vivo на паразитических червях (их проведет лаборатория Кейзера в Университете Базеля, Швейцария) и продолжить скрининг 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 позволят получить лекарства для лечения основных патогенов по всему миру".