Исследователи из Института Пауля Шеррера PSI определили химическое соединение, которое может быть подходящим в качестве активного агента против нескольких различных одноклеточных паразитов. Среди них патогены, вызывающие малярию и токсоплазмоз. Точкой атаки этого многообещающего вещества является протеин тубулин: он помогает клеткам делиться и, следовательно, необходим для размножения паразитов. Исследование опубликовано сегодня в журнале EMBO Molecular Medicine, с полным текстом статьи вы можете ознакомиться по ссылке: https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.2020...
Идея этого подхода исходит из исследований опухолей: блокирование протеина тубулина в раковых клетках препятствует успешному делению клеток, а значит, и их размножению. Врачи уже давно успешно применяют этот принцип в химиотерапии и назначении пациентам веществ, ингибирующих тубулин.
Патогены, вызывающие малярию и токсоплазмоз, считаются апикомплексами, то есть группой одноклеточных эукариотических паразитов. Их клетки обладают истинным клеточным ядром, и они проходят как половую, так и бесполую фазы размножения. Apicomplexa использует людей или животных в качестве хозяев или промежуточных хозяев. Ежегодно многие миллионы людей заболевают вызываемыми ими инфекционными заболеваниями.
Поиск точек атаки
Все эукариоты, от амеб до человека, производят протеин тубулин. В виде длинных нитей он охватывает клетки как своего рода каркас. Отсюда во время деления клеток образуется так называемый веретенообразный аппарат, который раздвигает хромосомы и распределяет их по двум дочерним клеткам.
От одного организма к другому белок различается всего в нескольких местах, но эти различия потенциально могут быть важны. Чтобы ученые могли найти активные агенты против белка, специфичного для эукариотических одноклеточных паразитов, и таким образом заблокировать его, должна быть известна точная структура белка.
Поэтому исследователи PSI выделили тубулин из клеток инфузории Tetrahymena thermophila . «Его белок практически идентичен белку апикомплекса», - объясняет ученый Наташа Гайяр. «И это избавляет нас от необходимости работать с возбудителями малярии в лаборатории».
Используя швейцарский источник света SLS и электронную микроскопию, исследователи расшифровали молекулярную структуру белка. Затем они искали химическое соединение, способное ингибировать белок. Банк данных о веществах выявил пять кандидатов в качестве потенциальных активных агентов - в лаборатории одно химическое соединение оказалось эффективным. Исследователи назвали его парабулин. «Он предотвращает образование тубулином длинных стабильных белковых нитей. Таким образом, он также блокирует успешное деление клеток», - говорит Гайяр. Парабулин блокирует белок точно в том месте, где лекарство от рака стыкуется с тубулином человека.
Надежда на медицину будущего
Партнеры PSI из Калифорнийского университета в Ирвине, США, протестировали это соединение на Toxoplasma gondii в клетках человека. На самом деле паразит был практически неспособен к размножению. Напротив, парабулин практически не влиял на клетки человека. «Это хороший знак: вещество, по-видимому, действует только на тубулин паразита - основное требование, чтобы использовать его в качестве лекарства от инфекционных заболеваний», - объясняет Шарма.
Предполагается, что парабулин действует не только против Toxoplasma gondii , но и против всех представителей апикомплекса, включая возбудителя малярии. PSI уже подала заявку на патент и планирует продолжить испытания парабулина в лаборатории с целью дальнейшего превращения его в лекарство с помощью фармацевтической промышленности.