Uusi yhdisteryhmä lupaa lupauksia loismadon hoidossa

Toronton yliopiston johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt joukon luonnollisia yhdisteitä, joilla on potentiaalia luoda uusia ja tehokkaampia hoitoja loismadoille. Nämä yhdisteet estävät ainutlaatuisen aineenvaihduntaprosessin, jota madot käyttävät selviytyäkseen ihmisen suolistossa.

Maaperästä leviävät loismadot aiheuttavat tuhoa trooppisten alueiden kehitysmaissa. Näiden loisten aiheuttama tartunta aiheuttaa pahoinvointia, heikkoutta, aliravitsemusta ja muita heikentäviä oireita ja voi aiheuttaa lapsille synnynnäisiä epämuodostumia ja heikentää heidän kasvuaan.

Maaperästä leviävät loismadot tartuttavat yli miljardia ihmistä maailmanlaajuisesti, enimmäkseen köyhissä yhteisöissä kehitysmaissa, joista puuttuvat kattavat terveydenhuolto- ja sanitaatiojärjestelmät. Loiset ovat yhä alttiimpia harvoille saatavilla oleville loislääkkeille, joten uusien yhdisteiden löytäminen on kiireellisesti tarpeen.

Taylor Davie, tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja ja jatko-opiskelija Toronton yliopiston Donnellyn solu- ja biomolekyylitutkimuskeskuksessa

Tutkimus julkaistiin tänään Nature Communications -lehdessä.

Monet loismatojen lajit viettävät suurimman osan elinkaarestaan ihmisisännässä. Sopeutuakseen suolistoympäristöön, erityisesti hapenpuutteeseen, loinen siirtyy aineenvaihduntaan, joka on riippuvainen rodokinoni (RQ) -nimisestä molekyylistä.

Loinen voi selviytyä ihmisisännässään useita kuukausia RQ-riippuvaisen aineenvaihdunnan avulla.

Tutkimusryhmä päätti kohdistaa tutkimukseen loismadon adaptiivisen aineenvaihduntaprosessin, koska RQ:ta esiintyy vain loisen elimistössä; ihmiset eivät tuota tai käytä RQ:ta. Siksi yhdisteet, jotka voivat säädellä tämän molekyylin tuotantoa tai aktiivisuutta, tappaisivat selektiivisesti loisen vahingoittamatta ihmisisäntää.

Tutkijat seuloivat kasveista, sienistä ja bakteereista eristettyjä luonnollisia yhdisteitä malliorganismilla C. elegans. Vaikka tämä mato ei olekaan loinen, se on myös riippuvainen RQ:sta aineenvaihdunnassa, kun happea ei ole saatavilla.

"Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme pystyneet etsimään lääkkeitä, jotka kohdistuvat erityisesti näiden loisten epätavalliseen aineenvaihduntaan", sanoi Andrew Fraser, tutkimuksen päätutkija ja molekyyligenetiikan professori Donnelly Centerissä ja Temerty School of Medicinessä.

"Tämä seulonta tehtiin mahdolliseksi ryhmämme ja muiden viimeaikaisten edistysaskeleiden ansiosta C. elegansin käytössä RQ-riippuvaisen aineenvaihdunnan tutkimisessa sekä yhteistyömme RIKENin kanssa, joka on yksi Japanin suurimmista tutkimuslaitoksista. Seuloimme heidän merkittävän 25 000 luonnollisen yhdisteen kokoelmansa, mikä johti bentsimidatsoliyhdisteiden perheen löytämiseen, jotka tappavat tämän tyyppisestä aineenvaihdunnasta riippuvaisia matoja."

Tutkijat ehdottavat moniannoshoitoa äskettäin löydetyllä yhdisteperheellä loismatojen hoitoon. Vaikka kerta-annoshoito on kätevämpää massahoito-ohjelmissa, pidempi hoito-ohjelma olisi tehokkaampi loisten tappamisessa.

"Olemme erittäin tyytyväisiä tutkimuksen tuloksiin, johon käytimme kirjastoamme", sanoi Hiroyuki Osada, Shizuokan yliopiston farmasian professori ja RIKENin kestävien resurssien kemiallisen biologian ryhmän johtaja.

"Tutkimus osoittaa seulontamenetelmän tehokkuuden, jonka avulla tutkijat voivat tässä tapauksessa seuloa erittäin suuria määriä molekyylejä tiivistetyssä luonnontuotteiden kokoelmassa. Seulonnat ovat erittäin tehokkaita, mikä on avainasemassa tällaisten globaalisti merkittävien kiireellisten tutkimuskysymysten ratkaisemisessa."

Tutkimusryhmän seuraaviin vaiheisiin kuuluu uuden inhibiittoriluokan tarkentaminen lisäin vivo -testeillä loismadoilla, jotka Kaiserin laboratorio suorittaa Baselin yliopistossa Sveitsissä, sekä RQ:ta estävien yhdisteiden etsinnän jatkaminen.

"Tämä tutkimus on vasta alkua", Fraser sanoi. "Olemme löytäneet useita muita erittäin voimakkaita yhdisteitä, jotka vaikuttavat tähän aineenvaihduntaan, mukaan lukien ensimmäistä kertaa yhdisteen, joka estää matojen kyvyn tuottaa RQ:ta. Toivomme, että seulontamme auttavat kehittämään lääkkeitä tärkeimpien taudinaiheuttajien hoitoon ympäri maailmaa."

Tätä tutkimusta tukivat Kanadan terveysinstituutit ja Euroopan molekyylibiologian järjestö.