Переломный момент в борьбе с малярией: уникальное открытие ученых
Международный коллектив специалистов из Института Фрэнсиса Крика (Великобритания) и Института молекулярной медицины Гульбенкяна (Португалия) совершил важный шаг вперед в изучении самой опасной разновидности малярийного паразита — Plasmodium falciparum. В ходе масштабных генетических и молекулярных исследований было выяснено, что особое семейство белков играет решающую роль в способности этого паразита инфицировать человека. Открытие открывает новые пути для создания уникальных препаратов, способных преодолеть всё возрастающую проблему лекарственной устойчивости.
Каждый год малярией заболевают свыше 200 миллионов людей по всему миру, и более полумиллиона случаев заканчиваются трагически. Виной тому – паразит, попадающий в кровь человека через укус комара и разрушающий эритроциты. Особенно опасна форма Plasmodium falciparum, причастная к подавляющему большинству смертельных исходов заболевания.
Мишень для прорывных лекарств: загадка FIKK-киназ
В процессе заражения паразит способен экспортировать примерно одну десятую всех своих белков внутрь красных кровяных телец, постепенно перестраивая их структуру и вызывая их склеивание и прилипание к стенкам сосудов, что в свою очередь способствует образованию опасных тромбов. Среди экспортируемых белков особо выделяются FIKK-киназы — ферменты, обладающие уникальной способностью изменять не только свои собственные белки, но и белковые структуры организма хозяина, затрагивая даже важнейшие сигнальные пути человека.
Анализируя тысячи образцов паразита, ученые обнаружили, что подавляющее большинство FIKK-киназ имеют устойчивую структуру, очень слабо подверженную мутациям. Это свидетельствует о ключевой роли этих ферментов в выживании и адаптации Plasmodium falciparum в организме человека. Более того, один из представителей FIKK-киназ продемонстрировал способность взаимодействовать с аминокислотой тирозином — впервые подобное явление было выявлено среди паразитов, вызывающих малярию.
AlphaFold 2: искусственный интеллект помогает расшифровывать белки
Для детального понимания механизма выбора мишеней FIKK-киназ эксперты применили современные вычислительные методы, в том числе инновационную нейросеть AlphaFold 2. Это позволило выяснить, что специфическая подвижная «петлевая область» этих ферментов определяет их “избирательность” по отношению к целевым белкам. Несмотря на разнообразие белков семейства FIKK, их структура существенно отличается от человеческих аналогов, что дает редкую возможность для разработки препаратов с направленным действием — исключительно против малярийного паразита, минимизируя побочные эффекты.
Шаг к универсальным лекарствам: новые соединения против паразита
На следующем этапе исследования команда приступила к экспериментальному тестированию соединений, способных ингибировать схожие белки у человека. Среди новых молекул были выделены три перспективных кандидата, два из которых показали высокую эффективность в подавлении большинства FIKK-киназ при лабораторных испытаниях. Это может стать основой для разработки лекарств нового поколения: препараты, блокирующие сразу все важнейшие FIKK-киназы, лишают паразита возможности быстро вырабатывать устойчивость и надежно предотвращают развитие малярии.
Такой подход коренным образом отличается от большинства современных стратегий, когда лекарства обычно направлены на один определенный белок. Из-за этого Plasmodium falciparum нередко адаптируется и становится невосприимчивым к терапии. Инновационная стратегия — угнетение целого ключевого белкового семейства сразу — сулит большие перспективы в повышении эффективности лечения и снижении рецидивов заболевания.
Новая надежда на победу над малярией: слово исследователей
По словам Мориса Трика, возглавляющего лабораторию паразитарных инфекций, примерно миллион лет назад предки Plasmodium перешли от заражения птиц к инфицированию приматов, что сопровождалось резким увеличением числа FIKK-киназ. Эти белки стали определяющим фактором для успешного заражения родственников человека, а позднее и самого Homo sapiens. От того, насколько жизненно важны эти ферменты для Plasmodium falciparum, сегодня зависит надежда на создание универсального лечения малярии.
Исследователи подчеркивают: открытие уязвимых мест, одинаково важных для различных стадий жизненного цикла паразита, открывает новые горизонты в терапии малярии. Блокировка целых семейств белков может стать основой будущих лекарств, которые лишат малярийного паразита шансов на развитие устойчивости к препаратам. Подобные прорывы вселяют оптимизм и дают основания рассчитывать на радикальное снижение смертности и распространенности малярии уже в ближайшие десятилетия.
Источник: www.gazeta.ru
