Первые полные геномы ленточного червя показывают, что в лечении паразита могут быть эффективными существующие препараты
Впервые, исследователи картировали геномы ленточного червя, чтобы показать потенциальные цели для лекарственных средств, на которые могут оказать действие существующие препараты. Геномы представляют новый ресурс, который предлагает более быстрые способы разработки необходимого и эффективного лечения для этих подрывающих здоровье заболеваний.
По данным Всемирной организации здравоохранения ленточный червь вызывает два из 17 хронических тропических заболеваний: эхинококкоз и цистицеркоз. Чтобы исследовать генетику и основную биологию этого необычного паразита, команда ученых упорядочила геномы четырех видов ленточного червя. Взрослый организм червя может относительно безопасно для человека жить в кишечнике, но его личинки могут развиваться в организме человека, уничтожая его. Личинки формируют кисты во внутренних органах или тканях людей и животных. Эти кисты распространяются или растут в организме, подобно раку. При развитии некоторых видов червя это может вызвать такие осложнения, как слепота и эпилепсия, у других, это может привести к смертельному исходу.
«Инфекции, распространяемые ленточным червем, широко присутствуют во всем мире, и их разрушительное бремя сопоставимо с рассеянным склерозом или злокачественной меланомой», — говорит доктор Мэтью Берримэн, старший автор из Института Вэлкома Траста Сэнджера. «Эти последовательности генома помогают нам немедленно идентифицировать новые цели для весьма востребованной медикаментозной терапии. Кроме того, исследование полных последовательностей ДНК паразитов способствует нашему пониманию их сложной биологии, помогая сообществу исследователей сосредоточиться на самых эффективных кандидатах в лекарственные средства».
Обычно, исследователи идентифицируют новые цели для препаратов, способных сражаться с болезнями, сравнивая последовательность генома инфекционного агента с ДНК человеческого организма, чтобы найти различия между ними. На сей раз, однако, команда преднамеренно искала общие черты между людьми и паразитом, потому что они являются многоклеточными, а ленточный червь, эволюционно схож с людьми. Находя общие черты, ученые нашли цели, которые используют фармацевтическую активность существующих препаратов. Идентифицированные препараты, одобренные для другого применения, уже распространяются через аптеки, и должны сэкономить время и деньги.
Многие из процессов этих заболеваний соответствуют таким процессам, как у раковых опухолей, указывая, что ленточные черви могут быть восприимчивы к онкотерапии, такой как подавление деления клеток и предотвращение репликации ДНК. Когда команда составила список наиболее вероятных целей для медикаментозной терапии, многие из них были теми же целями, как и при существующей химиотерапии раковых заболеваний.
Комбинирование биологических знаний с полным геномом также выявило другие многообещающие цели для существующих препаратов. В течение длительного периода времени, ленточные черви потеряли способность к синтезу необходимых жиров и холестерина, которые являются критическими для развития личинок. Вместо этого они собирают и изменяют их, получая их от организма-хозяина. Самые активные гены ленточного червя являются центральными по отношению к этому важному собирательному процессу, потому что они производят белки, которые связывают жиры или же предшественники жирных кислот связываются с белками. Разрушение этих белков существующими препаратами может доказать эффективность терапии.
«Мы разработали новый метод по выращиванию клеток ленточного червя в лаборатории, и мы производим скрининг этих клеток, противостоящих большинству видов потенциальной медикаментозной терапии, идентифицированных с помощью этих геномов», — говорит профессор Клос Брехм, соавтор из Университета Вюртцбурга, Германия. «Учитывая, что в настоящее время выбор успешного лечения невелик, мы надеемся, что мы будем в состоянии идентифицировать и утвердить возможные препараты из существующих лекарственных средств, уменьшая бремя от этой истощающей, трудно излечиваемой болезни».
Идентифицируя цели, на которые могли действовать существующие препараты, команда, обнаружила, почему было неудачно другое лечение. Например, наведение ацетилхолинэстеразы (фермента, присутствующего в центральной нервной системе) было успешно в лечении малярии и трематод (плоских червей), но было неэффективно против ленточного червя.
Анализ генной активности показал, что продуцирование ацетилхолинэстеразы удивительно низко в кистах образуемых ленточным червем, объясняя, почему их разрушение не имело никакого эффекта.
Для одного вида ленточного червя команда сумела подобрать чрезвычайно полные хромосомы. К удивлению, это раскрыло модель, подобную организации хромосом у отдаленно связанных трематод. Показатель качества и высокий уровень геномной последовательности в этом исследовании также дал возможность команде исследовать эволюционные генетические потери и достижения ленточных червей, дав им сотни потенциальных целей для лекарственных средств и исключив те цели, которые вряд ли будут препятствовать инфекциям, вызываемым ленточными червями.
«Мы должны использовать в своих интересах эту генетическую последовательность, чтобы найти новые и улучшенные способы справиться с этой проблемой, которая изводит большую часть населения развитых и развивающихся стран», — говорит профессор Петер Хотез, декан национального факультета тропической медицины из Медицинского колледжа Байлор и главный редактор «PLoS — Хронические тропические болезни». «Открытый доступ к этим полным геномам ускорит темп, с которым мы находим альтернативные методы и лечение для борьбы с инфекциями, вызываемыми ленточными червями».
Источник: medicalnewstoday.com
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
