Исследователи Malaria знают мало о биологии этих бездействующих паразитов, таким образом, было трудно разработать лекарства, которые предназначаются для них. В прогрессе, который мог помочь ученому обнаружить новые наркотики, исследователи MIT показали, что они могут вырастить бездействующего паразита в спроектированной человеческой ткани печени в течение нескольких недель, позволив им тесно учиться, как паразит становится бездействующим, какие слабые места это может иметь, и как это пружины назад к жизни.После подтверждения, что они успешно вырастили бездействующую форму паразита, исследователи показали, что они могли также упорядочить его РНК и проверить его ответ на известные и новые лекарства от малярии – оба важных шага к тому, чтобы находить способы уничтожить болезнь.
«После 10 лет тяжелой работы мы смогли вырастить организм, показать, что у этого были все функциональные признаки, выполните тест на наркотики против него и сообщите о первом транскриптоме этой неуловимой формы. Я действительно взволнован, потому что я полагаю, что это откроет дверь обоим базовая биология дремоты, а также возможность лучших лекарств», говорит Сэнгита Бхэтия, профессор Джона и Дороти Уилсон Медицинских наук и Технологии и Электротехники и Информатики. Бхэтия – также член Института Коха MIT Интегральных Исследований рака и Института Медицинской Разработки и Науки и ведущего автора исследования.
Нулевой Gural аспиранта MIT – первый автор статьи, которая появляется в выпуске 22 февраля журнала Cell Host и Microbe.Непроходящие инфекцииБольшинство человеческих случаев малярии вызвано одним из двух видов паразитов, плазмодий falciparum и плазмодий vivax.
Плазмодий vivax, в то время как менее смертельный, производит бездействующие формы, известные как hypnozoites (так называемый, потому что они «загипнотизированы»), и может привести к повторяющимся инфекциям.В 1991 Анейтьюм, небольшой остров в Юго-западном Тихом океане, был выбран в качестве места, чтобы проверить возможные меры, чтобы уничтожить малярию. Исследователи распылили против личинок москита и поставляли сети кровати и лекарство от малярии через весь остров.
Эти усилия привели к полному уничтожению плазмодия falciparum в течение года. Напротив, потребовалось пять лет, чтобы устранить плазмодий vivax.«Эта бездействующая форма была рассмотрена как критический барьер для уничтожения», говорит Бхэтия. «Вы можете лечить симптомы vivax малярии, убивая всех паразитов в крови, но если hypnozoites задерживаются в чьей-то печени, эти формы могут повторно активировать и повторно заразить кровь пациента. Если москит приезжает и берет кровяную муку, запуски цикла снова и снова.
Так, если мы хотим уничтожить малярию, мы должны уничтожить hypnozoite».Единственный существующий препарат, который может убить hypnozoites, является primaquine, но этот препарат не может использоваться в крупномасштабных кампаниях уничтожения, потому что это заставляет клетки крови разрывать у людей с определенным дефицитом ферментов.Команда Бхэтии узнала эту проблему в 2008, когда Всемирная организация здравоохранения и Билл и Фонд Мелинды Гейтс призвали к возобновленному усилию уничтожить малярию, которая заражает больше чем 200 миллионов человек каждый год и убитый приблизительно 429 000 в 2015. Ее лаборатория работает со специальными микрошаблонными поверхностями, на которых человеческие клетки печени могут быть выращены, окружены поддерживающими клетками.
Эта архитектура создает микроокружающую среду, в которой человеческие клетки печени функционируют почти такой же путь, как они делают в людях, облегчая устанавливать, поддержите, и инфекции исследования печени.Bhatia, который первоначально привык эту технологию для образцовых инфекций гепатита, понял, что это было также подходящим к изучению стадии поражения печени малярии.
Она и ее руководитель группы малярии, Сандра Марч, начали с плазмодия falciparum, напряжение, которое может быть культурно в параметрах настройки лаборатории, и нашел, что паразиты, выращенные в них ткань печени, следовали за тем же самым жизненным циклом, наблюдаемым при естественных инфекциях. Они также нашли, что система могла использоваться, чтобы проверить ответы на экспериментальные вакцины против малярии.После того успеха лаборатория Бхэтии начала работать с плазмодием vivax. Усилия принести зараженных паразитом москитов в Соединенные Штаты были неудачны, таким образом, Gural, ведущий автор газеты, ехал в лабораторию сотрудника Етсумона Пракумсри в Таиланде неоднократно, чтобы получить образцы от зараженных пациентов и выполнить эксперименты там.
Используя их новую технологию, исследователи показали, что они могли вырастить маленькие формы паразита, у которого были все известные особенности hypnozoites: постоянство, чувствительность к primaquine и способность «проснуться» после нескольких недель.Новые цели препарата
Как только исследователи были уверены, что эти формы были на самом деле hypnozoites, они намереваются делать некоторые дальнейшие исследования. Во-первых, они получили шесть противомалярийных средств кандидата теперь в развитии и проверили их на деятельность против их плазмодия vivax образцы. Они нашли, что ни один из них не мог убить установленный hypnozoites, который был тем, что они ожидали на основе клинических испытаний. Они теперь планируют проверить больший набор новых комплексов, работающих с некоммерческой группой Лекарства для Предприятия Малярии, у которого есть собрание из тысяч кандидатов препарата.
Работая с учеными из Центра Биотехнологии Свонсона в Институте Коха и Широком Институте Гарварда и MIT, команда MIT выполнила первое упорядочивание hypnozoite транскриптома. Никто не был в состоянии посмотреть это тесно на hypnozoites прежде, и упорядочивающая РНК показала, что бездействующие формы не были транскрипционным образом тихи, как ожидался, но вместо этого выражают различное подмножество генов, чем найденные в их активных коллегах.В будущих исследованиях Bhatia, в сотрудничестве с другими лабораториями MIT, планирует использовать единственное упорядочивание РНК клетки, чтобы определить генные подписи, чтобы раскрыть сигнальные пути, которые управляют hypnozoite дремотой и оживлением.
Исследователи также изучат соответствующие изменения в экспрессии гена зараженных клеток печени. Этот подход мог привести к потенциально новым кандидатам препарата, которые будут определенно нацелены на бездействующие формы паразита, приближая область к ее цели уничтожения малярии.
Исследователи также надеются определить биомаркеры, которые могли использоваться, чтобы диагностировать пациентов, у которых есть в других отношениях необнаружимая бездействующая инфекция.