Нова активна состојка против болести на паразити - Здружение на германски истражувачки центри Хелмхолц

Милиони луѓе секоја година развиваат наезда од африканско заболување, болест на Чагас и лајшманиоза. Сега истражувачите открија нова слаба точка кај паразитите и развија активна состојка што ги убива патогените. За нивната интердисциплинарна работа, тие беа наградени со Ервин Шредингер награда 2020 година.

зумирање
Гжегорц Попович предава на Институтот за структурна биологија на Хелмхолц Зентрум Минхен.

Тропските болести како што се африканската болест на спиење, болеста Чагас и лајшманиозата се шират сè побрзо низ целиот свет. Засегнатите страдаат од треска и промени на кожата, во хронична состојба одредени органи се зголемуваат, а гастроинтестиналниот тракт е сè повеќе парализиран. Третманот за сите болести е тежок, па дури може да биде и фатален. „Во моментов нема добри опции за третман: или лековите што се на располагање се многу токсични или не се доволно ефикасни. Сакавме да сториме нешто во врска со ова “, вели Гжегорц Попович од Хелмхолц центарот во Минхен кога ја отвора вратата на сопствениот спектрометар NMR на институтот и поставува примерок од цевка. Тој гордо се симнува од мал чекор и се насмевнува: „Затоа сме многу среќни што нашите години работа вродија со плод и што дури сме наградени за тоа“.

Милиони луѓе ширум светот се погодени

Гжегож Попович е дел од истражувачки тим кој интензивно работи на овие тропски болести, предизвикани од три различни, но поврзани паразити - т.н. трипанозоми. Околу 20 милиони луѓе се погодени: Според Светската здравствена организација (СЗО), повеќе од шест милиони луѓе се заразени само со болест Чагас - главно во Централна и Јужна Америка. Годишно има околу 15 000 смртни случаи. Но, дури и на северната хемисфера, бројот може да се зголеми во иднина како резултат на миграцијата и климатските промени. Паразитите се пренесуваат со гризнички муви, како што се мувата Цеце, коњски мушички или грабливки. Патогенот се шири преку крвотокот во неговиот домаќин.

Зум Мајкл Сатлер е директор на Институтот за структурна биологија во Хелмхолц Зентрум Минхен.

Наруши метаболизмот на паразитите

Интердисциплинарен истражувачки тим од Центарот Хелмхолц Минхен, Универзитетот Рур Бохум и Варшавскиот медицински универзитет сака да го запре ова зголемување на домаќинот. Користејќи ги најновите структурни методи на биологија, групите Ралф Ердман (Рур Универзитет Бохум) и Мајкл Сатлер (Хелмхолц Зентрум Минхен) беа во можност да развијат молекула што го блокира метаболизмот на паразитот во критична точка и со тоа го елиминира.

Овој нов концепт се заснова на пресвртница во основните истражувања. Научниците можат да погледнат на многугодишна соработка. "Во тоа време", се сеќава структурниот биолог Мајкл Сатлер, "Ралф Ердман и јас седевме заедно по конференцијата и разговаравме за нашето истражување. Тогаш сфативме дека тоа може да има клучна улога во борбата против паразитите". биологијата на паразитите и беа во можност да ја изведат хипотезата за нова активна состојка од ова.

Нејзината работа се фокусира на таканаречените пероксизоми: Тоа се клеточни органели кои можат да се најдат и кај луѓето и кај паразитите и се неопходни за опстанок на едноклеточните организми. „Требаше да најдеме разлики помеѓу машината за увоз на луѓе и паразити“, објаснува Ралф Ердман, „за да можеме да развиеме специфични инхибитори кои ја блокираат виталната машина за увоз на паразитите“.

Целта беше да се наруши метаболизмот на паразитот. Гликозомите - органели на трипанозомите поврзани со пероксизомот - тука може да се идентификуваат како „Ахилова пета“ на паразитот. Тимот најде начин да предизвика она што е познато како „метаболна катастрофа“ кај паразитите, што доведува до нивна смрт. За таа цел, научниците развија скроени инхибитори со помош на рендгенски структури со висока резолуција и податоци за нуклеарна магнетна резонанца (NMR) кои се врзуваат за протеините како соодветни загатки. „Ја знаевме бравата“, вели Гжегорц Попович, опишувајќи ја постапката. „Наша работа беше да го најдеме вистинскиот клуч!“

До галеријата

Важноста на основните истражувања

Како основни истражувачи, Ралф Ердман и Мајкл Сатлер истражувале како работат органели многу години. Од ова разбирање, се разви иновативниот пристап во борбата против паразитите. Иако истражувањето првично не беше насочено кон лек, наодите сега можат да го насочат патот кон активна состојка ориентирана кон иднината.

„Развојот на лекови е можен само на интердисциплинарна основа“

Мајкл Сатлер гледа голем потенцијал во комбинацијата на основни истражувања и размена на научни тимови од различни области. Примерот на добитниот проект на наградата Ервин Шридингер 2020 ја покажува ефективноста на таквата соработка, како што нагласува структурниот биолог: „Ралф Ердман и јас имавме идеја за нов пристап на активна состојка. Потоа, Гжегорц Попович ја воспостави методологијата за скрининг на лекови и развој на лекови врз основа на структура. Мачеј Давидовски ги синтетизирал молекулите и Вишал Калел конечно ги тестирал во обемни студии во трипанозомите. “Мајкл Сатлер ја нагласува важноста на тимската работа за успехот на проектот:„ Секој од овие научници е експерт за тоа што го работи, но никој од нив не може Развивање активни состојки од почеток до крај. Ова е можно само на интердисциплинарен начин. "

Наградата Ервин Шридингер

Со Научната награда на Стифтервербанд - Наградата Ервин Шридингер, Здружението Хелмхолц и Стифтервербанд ги почитуваат извонредните научни или технички иновативни достигнувања што се постигнати во пограничните области помеѓу различни теми на медицина, природни и инженерски науки и во кои придонесоа претставници на најмалку две дисциплини да има.

Трите паразитски болести на прв поглед

Африканска болест на спиење

Африканска болест на спиење е болест на лимфниот и нервниот систем. Патогените микроорганизми се едноклеточни паразити, т.н. трипанозоми. Инфекцијата се пренесува со убоди од инфицирани цветни муви. Болеста се јавува главно во Африка и има две фази: Првата фаза обично се манифестира преку симптоми како што се треска или отечени лимфни јазли. Втората фаза започнува кога паразитот продира во централниот нервен систем и, покрај другото, може да доведе до промена на личноста, конфузија и променет ритам на спиење ден-ноќ. Во завршните фази, пациентите паѓаат во состојба на самракот што му го дава името на болеста. Ако не се лекува, болеста обично доведува до смрт.

Болест на чагас

Болеста на Чагас - позната и како американска болест на спиење - исто така се активира од трипанозоми и се пренесува преку ноќни предаторски грешки кои цицаат крв. Може да доведе до болести на срцето, органите за варење и нервниот систем. По инфекција има акутна треска и отежнато дишење, подоцна може да се појави цревна парализа и менингитис. Лековите што моментално се достапни се многу токсични и нема опција за вакцинација. Болеста Чагас се јавува во Мексико, како и во Централна и Јужна Америка.

Лајшманиоза

Лајшманиозата е болест на кожата и органите пренесена од комарци од пеперутка, што се активира од протозои во една клетка. Лајшманиозата се јавува ширум светот во топлите земји, во Европа, на пример, во Шпанија, Италија или Турција. Случаи на болест во Германија се ретки: Институтот Роберт Кох претпоставува околу 20 болести годишно. Постојат бројни варијанти на лајшманиоза. Можни симптоми се чиреви на кожата, треска, губење на тежината, оток на црниот дроб и слезината и гастроинтестинални нарушувања. Болеста може да биде лесна или тешка, во зависност од нејзината тежина.

Извори: Тропски институт, Институт Роберт Кох, Светска здравствена организација СЗО