В новом исследовании использовался роботизированный скрининг для включения в короткий список химических соединений, которые могли бы «предотвратить» малярию.
По данным ВОЗ, в 2017 году в мире было зарегистрировано 219 миллионов случаев малярии и около 435 000 смертей. Малярия — это инфекционное заболевание, вызываемое паразитами Plasmodium falciparum или Plasmodium vivax. Жизненный цикл этих паразитов начинается, когда зараженный комар передает спорозоиты человеку, питаясь его кровью. Некоторые из этих спорозоитов вызывают инфекцию в печени человека по мере размножения. Впоследствии паразит проникает в красные кровяные клетки, чтобы начать инфекцию. При заражении крови у человека появляются симптомы малярии, такие как озноб, лихорадка и т.д.
Имеющиеся в настоящее время препараты от малярии, как правило, облегчают симптомы заболевания «после» заражения. Они блокируют размножение паразитов в крови человека, однако не могут предотвратить передачу инфекции новым людям через комаров, поскольку заражение уже произошло. Когда зараженного человека кусает комар, он переносит инфекцию другому человеку, продолжая порочный круг заражения. К сожалению, малярийные паразиты становятся устойчивыми к большинству имеющихся в продаже противомалярийных препаратов . Существует острая необходимость в новых противомалярийных препаратах, которые могли бы не только лечить симптомы, но и предотвращать попадание малярийной инфекции в кровоток, чтобы она не передавалась другим людям.
Выход на новый этап жизненного цикла паразита
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science , ученые изучили малярийного паразита на ранней стадии его жизненного цикла – то есть, когда паразит впервые начинает инфицировать печень человека. Это происходит до стадии, когда паразит начинает размножаться в крови и вызывает инфекцию у человека. Исследователям потребовалось два года, чтобы извлечь малярийных паразитов из тысяч комаров, используя современные роботизированные технологии. Для своего исследования они использовали Plasmodium berghei, родственного паразита, который поражает только мышей. Сначала комаров заражали паразитом, затем из этих зараженных комаров извлекали спорозоиты – некоторые из них высушивали и замораживали, чтобы они не представляли никакой пользы. Затем эти спорозоиты доставляли в лабораторию для скрининга лекарственных препаратов, где потенциальные лекарства/ингибиторы/химические соединения тестировали на их эффективность. В одном из раундов можно было протестировать около 20 000 соединений с использованием роботизированной технологии и звуковых волн, при этом добавлялись мельчайшие количества каждого химического соединения, то есть по одному соединению на каждую спорозоитную клетку. Оценивалась способность каждого соединения убивать паразита или даже блокировать его размножение. Соединения, токсичные для клеток печени, были исключены из списка. Тестирование того же набора соединений проводилось также на других видах Plasmodium, а также на других стадиях жизненного цикла, помимо стадии в печени.
Выявлены химические соединения
В общей сложности более 500,000 химических соединений были протестированы на их способность останавливать паразита, когда он находится на стадии печени человека. После многих раундов тестирования было включено 631 соединение, которое, как было установлено, блокировало заражение малярией до появления симптомов, что потенциально предотвращало передачу в кровь, новых комаров и новых людей. 58 из этих 631 соединений даже блокировали процесс выработки энергии паразитом в митохондриях.
Это исследование могло бы стать основой для разработки новых препаратов нового поколения для «профилактики малярии». Исследование было проведено в сообществе разработчиков ПО с открытым исходным кодом, что позволяет другим исследовательским группам по всему миру свободно использовать эту информацию для дальнейшей работы. Исследователи хотят протестировать 631 многообещающий кандидат на лекарство, чтобы проанализировать их эффективность, и эти соединения также необходимо будет проверить на их безопасность для потребления человеком. Малярия срочно нуждается в новом лекарстве, которое было бы доступным по цене и могло бы быть доставлено в любую часть мира без дополнительных требований инфраструктуры, медицинского персонала или других ресурсов.
Источник (ы)
Антонова-Кох Ю. и др. 2018. Открытое обнаружение химических соединений-кандидатов для химиопротекторных противомалярийных препаратов следующего поколения. Science . 362(6419). https://doi.org/10.1126/science.aat9446
Комментарии закрыты.