Νέα οικογένεια ενώσεων υπόσχεται τη θεραπεία παρασιτικών σκουληκιών

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Τορόντο ανακάλυψε μια οικογένεια φυσικών ενώσεων με τη δυνατότητα να δημιουργήσει νέες και πιο αποτελεσματικές θεραπείες για παρασιτικά σκουλήκια. Αυτές οι ενώσεις μπλοκάρουν μια μοναδική μεταβολική διαδικασία που χρησιμοποιούν τα σκουλήκια για να επιβιώσουν στο ανθρώπινο έντερο.

Τα παρασιτικά σκουλήκια που μεταδίδονται στο έδαφος προκαλούν χάος στις αναπτυσσόμενες χώρες στις τροπικές περιοχές. Η μόλυνση από αυτά τα παράσιτα προκαλεί αδιαθεσία, αδυναμία, υποσιτισμό και άλλα εξουθενωτικά συμπτώματα και μπορεί να προκαλέσει γενετικές ανωμαλίες στα παιδιά και να επηρεάσει αρνητικά την ανάπτυξή τους.

Τα παρασιτικά σκουλήκια που μεταδίδονται στο έδαφος μολύνουν περισσότερους από ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους παγκοσμίως, κυρίως σε φτωχές κοινότητες σε αναπτυσσόμενες χώρες που δεν διαθέτουν ολοκληρωμένα συστήματα υγείας και υγιεινής. Τα παράσιτα γίνονται λιγότερο ευάλωτα στα λίγα διαθέσιμα αντιελμινθικά φάρμακα, επομένως είναι επειγόντως απαραίτητη η εύρεση νέων ενώσεων.

Taylor Davie, πρώτος συγγραφέας της μελέτης και μεταπτυχιακός φοιτητής στο Κέντρο Donnelly για την Κυτταρική και Βιομοριακή Έρευνα στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο

Η μελέτη δημοσιεύθηκε σήμερα στο περιοδικό Nature Communications.

Πολλά είδη παρασιτικών σκωλήκων περνούν το μεγαλύτερο μέρος του κύκλου ζωής τους μέσα σε έναν ανθρώπινο ξενιστή. Για να προσαρμοστούν στο περιβάλλον του εντέρου, ειδικά στην έλλειψη οξυγόνου, το παράσιτο μεταβαίνει σε έναν τύπο μεταβολισμού που εξαρτάται από ένα μόριο που ονομάζεται ροδοκινόνη (RQ).

Το παράσιτο μπορεί να επιβιώσει μέσα στον ανθρώπινο ξενιστή του για πολλούς μήνες χρησιμοποιώντας έναν μεταβολισμό που εξαρτάται από το RQ.

Η ερευνητική ομάδα αποφάσισε να στοχεύσει την προσαρμοστική μεταβολική διαδικασία του παρασιτικού σκουληκιού, επειδή η RQ υπάρχει μόνο στο σύστημα του παρασίτου. Οι άνθρωποι δεν παράγουν ούτε χρησιμοποιούν RQ. Επομένως, ενώσεις που μπορούν να ρυθμίσουν την παραγωγή ή τη δραστηριότητα αυτού του μορίου θα σκότωναν επιλεκτικά το παράσιτο χωρίς να βλάψουν τον άνθρωπο ξενιστή.

Οι ερευνητές εξέτασαν φυσικές ενώσεις που απομονώθηκαν από φυτά, μύκητες και βακτήρια στον οργανισμό-μοντέλο C. elegans. Αν και δεν είναι παράσιτο, αυτός ο σκώληκας εξαρτάται επίσης από την RQ για τον μεταβολισμό του όταν δεν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο.

«Αυτή είναι η πρώτη φορά που μπορέσαμε να αναζητήσουμε φάρμακα που στοχεύουν συγκεκριμένα τον ασυνήθιστο μεταβολισμό αυτών των παρασίτων», δήλωσε ο Άντριου Φρέιζερ, κύριος ερευνητής της μελέτης και καθηγητής μοριακής γενετικής στο Κέντρο Ντόνελι και στην Ιατρική Σχολή Τέμερτι.

«Αυτή η διαλογή κατέστη δυνατή χάρη στις πρόσφατες εξελίξεις της ομάδας μας και άλλων στη χρήση του C. elegans για τη μελέτη του μεταβολισμού που εξαρτάται από το RQ, καθώς και στη συνεργασία μας με την RIKEN, έναν από τους μεγαλύτερους ερευνητικούς οργανισμούς της Ιαπωνίας. Εξετάσαμε την αξιοσημείωτη συλλογή τους από 25.000 φυσικές ενώσεις, οδηγώντας στην ανακάλυψη μιας οικογένειας ενώσεων βενζιμιδαζόλης που σκοτώνουν τα σκουλήκια που εξαρτώνται από αυτόν τον τύπο μεταβολισμού».

Οι ερευνητές προτείνουν ένα σχήμα πολλαπλών δόσεων μιας πρόσφατα ανακαλυφθείσας οικογένειας ενώσεων για τη θεραπεία παρασιτικών σκωλήκων. Ενώ η θεραπεία με μία δόση είναι πιο βολική για προγράμματα μαζικής φαρμακευτικής αγωγής, ένα πρόγραμμα θεραπείας μεγαλύτερης διάρκειας θα ήταν πιο αποτελεσματικό στην εξόντωση των παρασίτων.

«Είμαστε πολύ ικανοποιημένοι με τα αποτελέσματα της μελέτης για την οποία χρησιμοποιήσαμε τη βιβλιοθήκη μας», δήλωσε ο Hiroyuki Osada, καθηγητής φαρμακευτικής στο Πανεπιστήμιο Shizuoka και διευθυντής της ομάδας χημικής βιολογίας στο Κέντρο Βιώσιμων Πόρων RIKEN.

«Η μελέτη καταδεικνύει τη δύναμη της προσέγγισης διαλογής, η οποία επιτρέπει στους ερευνητές σε αυτή την περίπτωση να διαλογούν πολύ μεγάλο αριθμό μορίων μέσα σε μια συγκεντρωμένη συλλογή φυσικών προϊόντων. Οι διαλογές είναι πολύ αποτελεσματικές, κάτι που είναι κλειδί για την αντιμετώπιση επειγόντων ερευνητικών ερωτημάτων παγκόσμιας σημασίας, όπως αυτό.»

Τα επόμενα βήματα για την ερευνητική ομάδα περιλαμβάνουν τη βελτίωση της νέας κατηγορίας αναστολέων μέσω πρόσθετων δοκιμών in vivo με παρασιτικά σκουλήκια, που θα διεξαχθούν από το εργαστήριο του Kaiser στο Πανεπιστήμιο της Βασιλείας στην Ελβετία, και τη συνέχιση της αναζήτησης ενώσεων που αναστέλλουν το RQ.

«Αυτή η μελέτη είναι μόνο η αρχή», δήλωσε ο Φρέιζερ. «Έχουμε βρει αρκετές άλλες πολύ ισχυρές ενώσεις που επηρεάζουν αυτόν τον μεταβολισμό, συμπεριλαμβανομένης, για πρώτη φορά, μιας ένωσης που εμποδίζει την ικανότητα των σκωλήκων να παράγουν RQ. Ελπίζουμε ότι οι οθόνες μας θα βοηθήσουν στην ανάπτυξη φαρμάκων για τη θεραπεία σημαντικών παθογόνων σε όλο τον κόσμο».

Αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από τα Ινστιτούτα Υγείας του Καναδά και τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Μοριακής Βιολογίας.