19 марта 2013

Первые полные геномы ленточного червя показывают, что в лечении паразита могут быть эффективными существующие препараты

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



Как бороться с потерей мышечной массы

Причины ослабления мышц С возрастом мы начинаем терять мышечную массу и функции. Когда это снижение является более обширным или быстрым, чем ожидалось, оно классифицируется как саркопения, распространенное состояние у пожилых людей, которое часто снижает качество их жизни и увеличивает риск падений и переломов костей. Исследователи из Каролинского института изучили, как различные факторы, такие как пол,…

Как выглядят живые бактерии

Изображения живых бактерий Исследователи UCL сделали самые четкие изображения живых бактерий, которые показали сложную архитектуру защитного слоя, который окружает многие бактерии и усложняет их уничтожение антибиотиками. Исследование, опубликованное сегодня (25 октября 2021 г.) в Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA и проведенное в сотрудничестве с учеными из Национальной физической лаборатории, Королевского…

Взгляд на то как клетки меняются в результате болезни

Новый «конвейер анализа изображений» дает ученым возможность быстро понять, как болезнь или травма изменили тело, вплоть до отдельной клетки. Он называется TDAExplore, который берет подробные изображения, полученные с помощью микроскопии, объединяет их с горячей областью математики, называемой топологией, которая дает представление о том, как устроены вещи, и аналитическую мощь искусственного интеллекта, чтобы дать, например, новый…

Как жара влияет на людей в взрослом возрасте

Новое исследование показало, что дни сильной жары были связаны с более высоким риском посещения отделения неотложной помощи среди взрослых в возрасте 18-64 лет по сравнению со взрослыми старше 75 лет. Смертность от погодных явлений Сильная жара — основная причина смертей, связанных с погодой, в Соединенных Штатах — представляет все большую угрозу для населения, поскольку ожидается,…

Как связана диета, кишечник и болезни

Кишечник необходим для поддержания нашего энергетического баланса и мастерски быстро реагирует на изменения в питании и балансе питательных веществ. Ему удается сделать это с помощью кишечных клеток, которые, помимо прочего, специализируются на абсорбции компонентов пищи или секреции гормонов. У взрослых людей клетки кишечника регенерируют каждые пять-семь дней. Способность постоянно обновлять и развивать все типы кишечных…