Nová skupina sloučenin slibuje léčbu parazitických červů

Mezinárodní tým výzkumníků vedený Univerzitou v Torontu objevil skupinu přírodních sloučenin s potenciálem vytvořit nové a účinnější léčebné postupy proti parazitickým červům. Tyto sloučeniny blokují jedinečný metabolický proces, který červi používají k přežití v lidském střevě.

Půdní parazitičtí červi způsobují v rozvojových zemích tropů zkázu. Infekce těmito parazity způsobuje malátnost, slabost, podvýživu a další oslabující příznaky a může u dětí způsobit vrozené vady a narušit jejich růst.

Půdní parazitičtí červi infikují více než miliardu lidí na celém světě, většinou v chudých komunitách v rozvojových zemích, kde chybí komplexní zdravotní a hygienické systémy. Paraziti jsou stále méně náchylní k těm několika málo dostupným antihelmintikům, takže je naléhavě nutné najít nové sloučeniny.

Taylor Davie, první autor studie a postgraduální student Donnellyho centra pro buněčný a biomolekulární výzkum na Univerzitě v Torontu

Studie byla dnes publikována v časopise Nature Communications.

Mnoho druhů parazitických červů tráví většinu svého životního cyklu uvnitř lidského hostitele. Aby se parazit přizpůsobil střevnímu prostředí, zejména nedostatku kyslíku, přepíná na typ metabolismu, který je závislý na molekule zvané rodochinon (RQ).

Parazit může přežít uvnitř svého lidského hostitele po mnoho měsíců pomocí metabolismu závislého na RQ.

Výzkumný tým se rozhodl zaměřit na adaptivní metabolický proces parazitického červa, protože RQ je přítomen pouze v systému parazita; lidé RQ neprodukují ani nepoužívají. Sloučeniny, které mohou regulovat produkci nebo aktivitu této molekuly, by proto selektivně zabíjely parazita, aniž by poškodily lidského hostitele.

Výzkumníci testovali přírodní sloučeniny izolované z rostlin, hub a bakterií na modelovém organismu C. elegans. Ačkoli se nejedná o parazita, tento červ je také závislý na RQ pro metabolismus, když není k dispozici kyslík.

„Je to poprvé, co jsme byli schopni hledat léky, které se specificky zaměřují na neobvyklý metabolismus těchto parazitů,“ řekl Andrew Fraser, hlavní výzkumník studie a profesor molekulární genetiky v Donnelly Center a Temerty School of Medicine.

„Tento screening byl umožněn díky nedávnému pokroku naší skupiny a dalších při využití C. elegans ke studiu metabolismu závislého na RQ, stejně jako naší spolupráci s RIKEN, jednou z největších japonských výzkumných agentur. Prozkoumali jsme jejich pozoruhodnou sbírku 25 000 přírodních sloučenin, což vedlo k objevu rodiny benzimidazolových sloučenin, které zabíjejí červy závislé na tomto typu metabolismu.“

Výzkumníci navrhují vícedávkový režim nově objevené skupiny sloučenin k léčbě parazitických červů. Zatímco jednorázová léčba je pohodlnější pro programy hromadné léčby drogové závislosti, delší léčebný program by byl účinnější při hubení parazitů.

„S výsledky studie, pro kterou jsme využili naši knihovnu, jsme velmi spokojeni,“ řekl Hiroyuki Osada, profesor farmacie na Univerzitě Šizuoka a ředitel skupiny chemické biologie v Centru pro udržitelné zdroje RIKEN.

„Studie demonstruje sílu screeningového přístupu, který v tomto případě umožňuje výzkumníkům screenovat velmi velké množství molekul v rámci koncentrované sbírky přírodních produktů. Screeningy jsou velmi účinné, což je klíčové pro řešení naléhavých výzkumných otázek globálního významu, jako je tato.“

Dalšími kroky výzkumného týmu bude zdokonalení nové třídy inhibitorů prostřednictvím dalších in vivo testů s parazitickými červy, které provede Kaiserova laboratoř na Univerzitě v Basileji ve Švýcarsku, a pokračování v hledání sloučenin, které inhibují RQ.

„Tato studie je jen začátek,“ řekl Fraser. „Objevili jsme několik dalších velmi účinných sloučenin, které ovlivňují tento metabolismus, včetně poprvé sloučeniny, která blokuje schopnost červů produkovat RQ. Doufáme, že naše testy pomohou vyvinout léky k léčbě hlavních patogenů po celém světě.“

Tento výzkum byl podpořen Kanadskými zdravotnickými instituty a Evropskou organizací pro molekulární biologii.