Új hatóanyag a parazitabetegségek ellen - Helmholtz Német Kutatóközpontok Egyesülete

Évente emberek milliói fejlesztik ki az afrikai alvászavar, a Chagas-kór és a leishmaniasis fertőzéseit. Most a kutatók egy új gyenge pontot fedeztek fel a parazitákban, és kifejlesztettek egy hatóanyagot, amely megöli a kórokozókat. Interdiszciplináris munkájáért elnyerte a 2020-as Erwin Schrödinger-díjat.

zoomolás
Grzegorz Popowicz tanít a Helmholtz Zentrum München Strukturális Biológiai Intézetében.

Az olyan trópusi betegségek, mint az afrikai alvási betegség, a Chagas-betegség és a leishmaniasis egyre gyorsabban terjednek az egész világon. Az érintettek lázban és bőrelváltozásokban szenvednek, krónikus állapotban bizonyos szervek megnagyobbodnak, és a gyomor-bél traktus egyre inkább megbénul. Minden betegség kezelése nehéz, sőt végzetes is lehet. „Jelenleg nincsenek jó kezelési lehetőségek: vagy a rendelkezésre álló gyógyszerek nagyon mérgezőek, vagy nem elég hatékonyak. Tettünk volna valamit tenni ez ellen. ”- mondja Grzegorz Popowicz a Helmholtz Zentrum München munkatársaitól, miközben kinyitja az intézet saját NMR spektrométerének ajtaját, és elhelyez egy mintacsőt. Büszkén ereszkedik le egy apró lépéstől, és elmosolyodik: "Ezért vagyunk nagyon boldogok, hogy évek óta tartó munkánk meghozza gyümölcsét, és hogy még jutalmat is kapunk érte."

Világszerte emberek milliói érintettek

Grzegorz Popowicz egy olyan kutatócsoport része, amely intenzíven dolgozik ezeken a trópusi betegségeken, amelyeket három különböző, de rokon parazita - az úgynevezett tripanoszómák - okoznak. Becslések szerint 20 millió ember érintett: Az Egészségügyi Világszervezet (WHO) adatai szerint csak Chagas-kórban fertőzött több mint hatmillió ember - elsősorban Közép- és Dél-Amerikában. Évente körülbelül 15 000 haláleset következik be. De a migráció és az éghajlatváltozás miatt még az északi féltekén is növekedhet a szám a jövőben. A parazitákat olyan harapó legyek továbbítják, mint a csetlégy, a lóbegyek vagy a ragadozó poloskák. A kórokozó a véráramon keresztül terjed a gazdaszervezetben.

Zoom Michael Sattler a Helmholtz Zentrum München Strukturális Biológiai Intézetének igazgatója.

Zavarja meg a paraziták anyagcseréjét

A müncheni Helmholtz Központ, a Ruhr Egyetem Bochum és a Varsói Orvostudományi Egyetem interdiszciplináris kutatócsoportja meg akarja állítani a gazdaszervezet ezen növekedését. A legújabb szerkezeti biológiai módszerek alkalmazásával Ralf Erdmann (Ruhr University Bochum) és Michael Sattler (Helmholtz Zentrum München) csoportjai képesek voltak olyan molekulát kifejleszteni, amely a parazita anyagcseréjét egy kritikus pontban blokkolja és ezáltal megszünteti.

Ez az új koncepció az alapkutatás mérföldkőjén alapszik. A tudósok sokéves együttműködésre tekinthetnek vissza. "Abban az időben" - emlékszik vissza Michael Sattler strukturális biológus - "Ralf Erdmann és én egy konferencia után együtt ültünk és beszélgettünk kutatásainkról. Ekkor jöttünk rá, hogy kulcsszerepet játszhat a paraziták elleni küzdelemben." a paraziták biológiáját, és ebből tudták levezetni az új hatóanyagra vonatkozó hipotézist.

Munkája az úgynevezett peroxiszómákra összpontosít: Ezek olyan sejtorganellák, amelyek megtalálhatók emberben és parazitákban egyaránt, és elengedhetetlenek az egysejtű szervezetek túléléséhez. "Meg kellett találnunk a különbségeket az emberi és a parazita import gépei között" - magyarázza Ralf Erdmann ", hogy olyan specifikus inhibitorokat tudjunk kifejleszteni, amelyek blokkolják a paraziták létfontosságú import gépezetét."

A cél a parazita anyagcseréjének megzavarása volt. A glikoszómákat - a peroxiszómához kapcsolódó tripanoszómák organellumait - itt a parazita "Achilles-sarka" -ként azonosíthatjuk. A csapat megtalálta a módját annak, hogy kiváltja az úgynevezett „anyagcsere-katasztrófát” a parazitákban, ami halálukhoz vezet. Erre a célra a tudósok személyre szabott inhibitorokat fejlesztettek ki nagyfelbontású röntgenszerkezetek és magmágneses rezonancia adatok (NMR) segítségével, amelyek a fehérjékhez kötődnek, mint a megfelelő puzzle-darabok. "Ismertük a zárat" - írja le Grzegorz Popowicz az eljárást. "Az volt a feladatunk, hogy megtaláljuk a megfelelő kulcsot!"

A galériába

Az alapkutatások fontossága

Alapkutatóként Ralf Erdmann és Michael Sattler évek óta tanulmányozzák az organellák működését. Ebből a megértésből alakult ki a paraziták elleni küzdelem innovatív megközelítése. Bár a kutatás kezdetben nem közvetlenül egy gyógyszerre irányult, az eredmények most utat mutathatnak egy jövőorientált hatóanyag felé.

"A gyógyszerfejlesztés csak interdiszciplináris alapon lehetséges"

Michael Sattler nagy potenciált lát az alapkutatások és a különböző területek tudományos csoportjainak cseréjében. A 2020-as Erwin Schrödinger-díj nyertes projektjének példája megmutatja egy ilyen együttműködés eredményességét, amint azt a strukturális biológus hangsúlyozza: „Ralf Erdmannal és nekem ötletünk volt egy új hatóanyag-megközelítésre. Ezután Grzegorz Popowicz kidolgozta a kábítószer-szűrés és a struktúrán alapuló gyógyszerfejlesztés módszertanát. Maciej Dawidowski szintetizálta a molekulákat, és Vishal Kalel végül a tripanoszómákon végzett átfogó tanulmányokban tesztelte őket. "Michael Sattler hangsúlyozza a csapatmunka fontosságát a projekt sikerében:" Ezek a tudósok mindegyike szakértője annak, amit csinál, de egyikük sem képes A hatóanyagok fejlesztése az elejétől a végéig. Ez csak interdiszciplináris módon lehetséges. "

Erwin Schrödinger-díj

A Stifterverband tudományos díjával - Erwin Schrödinger-díjjal a Helmholtz Egyesület és a Stifterverband kiemelkedő tudományos vagy műszakilag innovatív eredményeket honorál, amelyeket az orvostudomány, a természettudomány és a mérnöki tudomány különböző tantárgyai közötti határ menti területeken értek el, és amelyekben legalább két tudományterület képviselői járultak hozzá. birtokolni.

A három parazita betegség egy pillanat alatt

Afrikai alvási betegség

Az afrikai alvási betegség a nyirok- és idegrendszeri betegség. A kórokozók egysejtű paraziták, úgynevezett tripanoszómák. A fertőzést a fertőzött tsetse legyek csípései közvetítik. A betegség főként Afrikában fordul elő, és két fázisa van: Az első szakasz általában olyan tüneteken keresztül nyilvánul meg, mint a láz vagy a duzzadt nyirokcsomók. A második szakasz akkor kezdődik, amikor a parazita behatol a központi idegrendszerbe, és többek között személyiségváltozáshoz, zavartsághoz és megváltozott nappali-éjszakai alvási ritmushoz vezethet. Terminális szakaszában a betegek félhomályos állapotba kerülnek, amely a betegség nevét adja. Ha nem kezelik, a betegség általában halálhoz vezet.

Chagas-betegség

A Chagas-kórt - más néven amerikai alvási betegséget - szintén tripanoszómák váltják ki, és éjszakai, vérszívó ragadozó hibák továbbítják. A szív, az emésztőszervek és az idegrendszer betegségeihez vezethet. A fertőzés után akut láz és légszomj következik be, később bélbénulás és agyhártyagyulladás léphet fel. A jelenleg rendelkezésre álló gyógyszerek nagyon mérgezőek, és nincs oltási lehetőség. A Chagas-betegség Mexikóban, valamint Közép- és Dél-Amerikában fordul elő.

Leishmaniasis

A leishmaniasis a lepkeszúnyogok által átvitt bőr- és szervbetegség, amelyet egysejtű protozoonok váltanak ki. A leishmaniasis világszerte meleg országokban fordul elő, Európában például Spanyolországban, Olaszországban vagy Törökországban. Németországban ritkán fordulnak elő betegségek: a Robert Koch Intézet évente körülbelül 20 betegséget feltételez. A leishmaniasis számos változata létezik. Lehetséges tünetek a bőrfekélyek, láz, fogyás, máj- és lépduzzanat és gyomor-bélrendszeri rendellenességek. A betegség súlyosságától függően lehet enyhe vagy súlyos.

Források: Trópusi Intézet, Robert Koch Intézet, Egészségügyi Világszervezet WHO