W 2022 r. prawie 619 000 zgonów na całym świecie z powodu malarii było spowodowanych przez Plasmodium falciparum, najbardziej zjadliwego, rozpowszechnionego i śmiercionośnego pasożyta malarii u ludzi. Przez dziesięciolecia oporność pasożyta na wszystkie leki przeciwmalaryczne stanowiła duże wyzwanie dla badaczy pracujących nad powstrzymaniem rozprzestrzeniania się choroby.
Zespół kierowany przez naukowców z UC Riverside, UC Irvine i Yale School of Medicine opracował nowy lek przeciw malarii i zidentyfikował mechanizm jego działania. Naukowcy odkryli, że lek o nazwie MED6-189 jest skuteczny przeciwko wrażliwym i lekoopornym szczepom P. falciparum in vitro, a także w humanizowanym modelu mysim (myszy zostały zmodyfikowane tak, aby miały ludzką krew).
Naukowcy podali w tym tygodniu w czasopiśmie Science, że MED6-189 działa poprzez atakowanie i niszczenie nie tylko apikoplastu, organelli występującej w komórkach P. falciparum, ale także szlaków transportu pęcherzykowego. Odkryli, że ten podwójny sposób działania zapobiega rozwojowi oporności patogenu, co czyni lek wysoce skutecznym związkiem przeciwmalarycznym i obiecującym nowym kierunkiem w walce z malarią.
„Zakłócenie apikoplastu i transportu pęcherzykowego blokuje rozwój pasożyta, a tym samym eliminuje infekcję czerwonych krwinek i naszego humanizowanego mysiego modelu malarii P. falciparum” – powiedziała Karine Le Roch, profesor biologii molekularnej, komórkowej i systemowej na UCR i starszy autor artykułu. „Odkryliśmy, że MED6-189 był również skuteczny przeciwko innym odzwierzęcym pasożytom Plasmodium, takim jak P. knowlesi i P. cynomolgi”.
MED6-189 to syntetyczny związek inspirowany związkiem ekstrahowanym z gąbek morskich. Związek ten zsyntetyzowano w laboratorium Christophera Vanderwala, profesora chemii i nauk farmaceutycznych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Irvine.
„Wiele najlepszych środków przeciwmalarycznych to produkty naturalne lub otrzymane z nich” – powiedział. „Na przykład artemizyna, początkowo wyizolowana z piołunu słodkiego i jej analogi, mają kluczowe znaczenie w leczeniu malarii. MED6-189 jest bliskim krewnym innej klasy produktów naturalnych, zwanych izocyjanoterpenami, które wydają się działać na wiele szlaków u P. falciparum Jest to korzystne, ponieważ gdyby celowano tylko w jeden szlak, pasożyt mógłby szybciej rozwinąć oporność na ten związek”.
Kiedy naukowcy z GSK, firmy farmaceutycznej w Hiszpanii, podali MED6-189 myszom zakażonym P. falciparum, odkryli, że oczyścił on myszy z pasożyta. We współpracy z Choukri Ben Mamounem, profesorem medycyny i patogenezy drobnoustrojów w Yale School of Medicine, zespół przetestował również ten związek przeciwko P. knowlesi, pasożytowi zakażającemu małpy, i stwierdził, że działa zgodnie z zamierzeniami, usuwając pasożyta małpy: zakażone czerwone krwinki.
Następnie zespół planuje kontynuować optymalizację MED6-189 i dalej potwierdzać mechanizmy działania zmodyfikowanego związku, korzystając z podejścia biologii systemów. Biologia systemów to biomedyczne podejście badawcze mające na celu zrozumienie szerszego obrazu systemu biologicznego. Oferuje naukowcom możliwość zbadania, w jaki sposób różne żywe organizmy i komórki oddziałują na siebie na większą skalę.
Do badań Le Rocha, Vanderwala i Bena Mamouna dołączyli inni naukowcy ze Stowers Institute for Medical Research w Kansas City w stanie Missouri; GSK; i Uniwersytet Gruzji.
Badania zostały wsparte grantem dla Le Rocha, Vanderwala i Bena Mamouna oraz Narodowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych Narodowego Instytutu Zdrowia. W UCR Le Roch kieruje Centrum Chorób Zakaźnych i Badań Wektorowych.
Tytuł artykułu badawczego brzmi: „Silny analog kalhinolu zakłóca funkcję apikoplastu i handel pęcherzykowy w malarii P. falciparum”.