16 июня 2019, воскресенье, 01:57
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

08 декабря 2014, 13:02

Новое лекарство от малярии

Малярийный комар
Малярийный комар

В журнале PNAS большой группой авторов опубликована статья, в которой предлагается новое высокоэффективное и специфическое лекарство от малярии.

Хотя в развитых и северных странах об этом часто забывают, малярия в современном мире – это серьезная проблема. Она лидирует по числу смертей среди инфекционных заболеваний. Число умирающих от малярии каждый год на полтора порядка превышает число умирающих от СПИДа, а финансирование проектов по исследованию, лечению и профилактике малярии в пересчете на одного погибшего примерно во столько же раз отстает от проектов, посвященных ВИЧ и СПИДу.

Например, в 2010 году было зафиксировано 220 миллионов заболевших, из них 660 тысяч умерли, из этих 660 тысяч 400 тысяч – это африканские дети. Учитывая социально-экономическую обстановку в опасных регионах, лекарство должно действовать быстро и с первого раза и избавлять от паразита полностью. Невозможно представить себе, чтобы схема лечения работала в Африке южнее Сахары эффективно, если она требует несколько раз сходить к врачу, сдав пару-тройку дорогих анализов, а лекарства принимать долго и по схеме.

Малярию вызывает малярийный плазмодий (несколько видов, род Plasmodium), переносят его комары рода Anopheles. Плазмодии во время укуса проникают в лимфатическую систему и кровь, из крови в печень, в печени размножаются и через некоторое время снова попадают в кровь и селятся в эритроцитах. Эритроциты гибнут, перенос кислорода кровью ухудшается. Все это сопровождается лихорадкой. В некоторых случаях лечение приводит к исчезновению паразитов из кровяного русла, но справляется с «резервной копией» в печени. Тогда болезнь может рецидивировать.

Хотя поиски новых лекарств все время ведутся, и удалось разработать несколько более эффективных и современных средств, часто малярию до сих пор лечат хинином, приспособленным для этих целей вроде бы еще в доколумбовой Америке и позаимствованным оттуда то ли миссионерами (эта версия больше похожа на правду и соответствует реальным событиям), то ли женой вице-короля Перу (эта версия лучше растиражирована).

Большую проблему представляет собой устойчивость возбудителя к малярии к лекарствам. Устойчивость вырабатывается за счет того, что в геномной ДНК плазмодия все время с определенной вероятностью возникают мутации. Некоторые из этих мутаций могут делать белок-мишень, на который влияет лекарство, нечувствительным к нему. Когда лекарство попадает в организм, все плазмодии без мутации погибают, а у плазмодия с мутацией появляется простор для размножения. В Камбодже, Мьянме, Таиланде и Вьетнаме отмечены штаммы, устойчивые к самому современному лекарству – артемизинину. Устойчивость P. falciparum не дает списать как устаревший препарат хинин, у которого ниже эффективность и больше побочных эффектов.

Снизить вероятность возникновения устойчивости к препарату сильно помогает выполнение двух условий (можно по отдельности, но лучше вместе). Во-первых, препарат должен действовать быстро. Во-вторых, препарат должен влиять на работу очень важного белка. Чем быстрее препарат действует, тем меньше вероятность, что мутация успеет возникнуть. К разным белкам предъявляются разные требования с точки зрения эффективности, а большинство мутаций все-таки снижают эффективность работы белка. Поэтому идеальным кандидатом на роль лекарства было бы вещество, ингибирующее очень интенсивно работающий белок. И лекарство будет убивать паразитов быстро и эффективно, и устойчивость будет развиваться редко, а устойчивые штаммы будут менее жизнеспособными. Такое лекарство как раз и удалось синтезировать авторам статьи.

Все началось с масштабного скрининга и продолжилось еще одним масштабным скринингом. На первом этапе авторы тестировали на культуре клеток разные молекулы, которые на основе теоретических изысканий и компьютерного моделирования казались подходящими. В частности, производные дигидроизохинолона. Перспективным оказалось вещество, проходящее под кодовым названием (+)-SJ733. Плюс указывает на то, что только один из оптических изомеров демонстрирует нужную эффективность. Так часто бывает в биологии, потому что для взаимодействия с молекулы с молекулой белка важны не ее химические свойства, а пространственная структура, чтобы молекулы взаимодействовали по принципу «ключ-замок». Оптические изомеры одного и того же вещества как раз и являются зеркальными отображениями друг друга. При взаимодействии с белком нужной молекулы все проходит гладко, а при взаимодействии с тем же самым белком другого оптического изомера происходит то же самое, что и при попытке надеть правую перчатку на левую руку.

Затем авторы решили проверить, с каким именно белком взаимодействует выбранное вещество. Для этого был использован метод, немыслимый еще каких-то 10 лет назад, и ставший реальностью благодаря успехам секвенирования. На плазмодии воздействовали (+)-SJ733 таким образом, чтобы смогли образоваться устойчивые штаммы. Обычно для этого воздействуют долго и низкими концентрациями. После этого целиком прочитали геномы исходного штамма и новых, устойчивых к лекарству. Геномы сравнили и обнаружили, что мутации во всех устойчивых штаммах затрагивают ген, кодирующий белок-насос ATPase 4, выкачивающий из клеток плазмодия наружу ионы Na+. Это очень важно для того, чтобы плазмодий хорошо себя чувствовал, потому что концентрация Na+ внутри эритроцита выше, чем в клетках плазмодия. Поскольку такой насос должен работать быстро и эффективно, это вполне удовлетворяет второму требованию, выдвинутому нами к перспективному лекарству.

В экспериментах с мышами оказалось также, что достаточно одной инъекции лекарства и 48 часов. В первые сутки погибали 80% плазмодиев, во вторые – все остальные.

Примечателен тот факт, что после инъекции лекарства ухудшалось самочувствие эритроцитов, содержащих плазмодий, и со временем они гибли. Это внушает надежду, что при применении этого лекарства паразит не сможет создавать резервные копии, и болезнь не будет принимать хроническую форму.

Авторы надеются в ближайшее время перейти к преклиническим испытаниям на здоровых взрослых добровольцах.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Металлургия Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.