确定治疗血吸虫病的新靶点
被忽视的热带病是一组约20种疾病,影响着全球超过10亿人。它们是贫困疾病,在财富、基础设施和获得卫生设施方面影响生活在最贫穷社区的人。它们带走健康;对孩子们来说,他们留在学校和谋生的机会。
最具影响的非传染性疾病之一是血吸虫病(“螺蛳热”,Bilharzia)。这种病是由感染引起的寄生虫被称为血吸虫,它们生活在宿主的血液中,在那里产卵,造成组织损伤。治疗血吸虫病的药物是上世纪80年代发现的吡喹酮。然而,40多年来,人们一直不了解这种药物是如何起作用的。这一直是设计治疗血吸虫病和由寄生扁虫引起的其他疾病的新疗法的障碍。
最近发表在科学转化医学来自威斯康辛医学院(MCW)和德克萨斯生物医学研究所的独立团队终于解开了这个谜团。ob欧宝直播nba两组研究人员都集中在这些蠕虫体内的一种蛋白质上,这种蛋白质被吡喹酮激活,以帮助消灭体内的蠕虫。
“吡喹酮是人们没有听说过的最重要的临床药物之一,”其中一项研究的资深作者、MCW教授Jonathan Marchant博士说。“这是因为它是一种用于治疗一种被忽视的热带疾病的药物,不幸的是,尽管它给全世界人民带来了负担,但它吸引的研究和投资却较少。”
Marchant的团队证明吡喹酮与一种离子通道高度特异性结合,这种离子通道被称为瞬时受体电位(TRP)通道。吡喹酮激活这个虫色氨酸通道会导致寄生虫迅速瘫痪和损伤,从而导致蠕虫从体内被消灭。
通过与德国达姆施塔特默克公司(Merck KGaA, Darmstadt, Germany)的科学家合作(该公司参与了吡喹酮的发现),该团队绘制了吡喹酮的结合位点,并在Marchant的实验室中验证了激活通道所需的分子相互作用的详细模型。
这项研究的共同第一作者、德国达姆施塔特默克公司(Merck KGaA)的科学家Lukas Friedrich说:“对这种药物如何在分子水平上作用于这个靶点的详细了解,为药物开发提供了新的机会,以帮助对抗这种儿童衰弱疾病。”
这种对吡喹酮的新认识已经解释了为什么有些寄生虫对吡喹酮表现出天然的不敏感,而另一些寄生虫对这种药物高度敏感。
“这种结合口袋的微小变化会阻止吡喹酮发挥作用,”该研究的第一作者、MCW的工作科学家Sang-Kyu Park说。“我们证明,这种变异自然发生在一种导致牛和牲畜疾病的寄生扁形虫中,这可能也发生在血吸虫病中,引起人们担心吡喹酮可能在临床中停止工作。”
这一结论在同一期《科学转化医学来自德克萨斯州生物医学研究所的蒂姆·安德森团队。ob欧宝直播nba德克萨斯生物医学研究小组研究了一群对吡喹酮暴露有抗药性的蠕虫,他们应用最先进的基因分析技术来确定蠕虫基因组中对药物治疗不敏感的区域。值得注意的是,他们的分析发现了完全相同的色氨酸酶通道,为这个特殊目标的重要性提供了独立的验证。
“我们有两篇独立的论文,用完全不同的方法得出了完全相同的结论,”德州生物医学博士蒂姆·安德森教授说,他是德州生物医学研究的资深作者。“因为这些论文是连续发表的,我认为它们会被非常认真地对待。哺乳动物色氨酸通道的研究获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。这些通道也参与了一种至关重要的抗寄生虫药物的作用模式,这是非常令人兴奋的。”
德国达姆施塔特默克KGaA全球卫生研究所全球卫生开放创新和药物发现负责人Thomas Spangenberg补充说:“这项研究将对实地治疗血吸虫病产生高度影响。”“最终,了解吡喹酮的作用机制将有助于促进新的研究,支持全球血吸虫病的控制和消除项目。这是一个重要的突破。”
进一步探索
Winka Le Clec'h等,血吸虫吡喹酮反应的遗传分析暗示了一个瞬时受体电位通道,科学转化医学(2021)。DOI: 10.1126 / scitranslmed.abj9114