Новая математическая модель, основанная на самом смертоносном малярийном паразите, Plasmodium falciparum, может помочь в разработке противомалярийных препаратов путем определения ключевых метаболических целей, согласно исследованию, опубликованному Василием Хатзиманикатисом в PLOS Computational Biology из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL).), Швейцария, и коллеги.
Малярия, переносимое комарами инфекционное заболевание, вызываемое паразитами рода Plasmodium, становится все труднее лечить, поскольку паразиты вырабатывают устойчивость к современным лекарствам. Многообещающая новая стратегия состоит в том, чтобы нацеливаться на метаболизм паразитов, но она оказалась одновременно универсальной и сложной, что затрудняет ее нацеливание. Также было трудно интегрировать существующие экспериментальные данные по метаболизму с генетическими данными о последовательности генома, экспрессии генов и основных генах для роста.
Чтобы преодолеть эти препятствия, авторы настоящего исследования разработали модель, которая точно связывает экспериментальную информацию как из генетики, так и из метаболомики. Они рассмотрели термодинамические свойства метаболических реакций, которые связаны с тем, как паразиты используют и производят энергию. Этот акцент на энергетике реакций позволяет им впервые проанализировать, какие метаболические функции термодинамически связаны и необходимы во время инфекции. Он выявляет сложные взаимодействия между генами паразитов и их метаболизмом, которые, как утверждают авторы, могут выявить потенциальные механизмы воздействия лекарствами.
«Модель объединяет все имеющиеся знания о генетике и метаболизме паразитов и позволяет формулировать проверяемые гипотезы, лежащие в основе основных функций паразита», - говорит доктор Хатзиманикатис. «В конечном счете, это может ускорить открытие новых противомалярийных препаратов».
Ученые EPFL теперь продолжат калибровать и улучшать прогностические возможности модели с помощью дополнительных данных генетики и метаболомики, предоставленных сотрудниками из консорциума MalarX.ch из Женевского университета и Берна и Института Сангера Wellcome Trust. Они надеются раскрыть механизмы взаимодействия хозяина и патогена и получить представление о физиологии паразита, пока он находится в состоянии покоя.