Крупнейшее на сегодняшний день исследование генома паразитических червей выявило сотни тысяч новых генов и предсказало множество новых потенциальных мишеней для лекарств и лекарств. Исследования Института Wellcome Sanger, Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Эдинбургского университета и их сотрудников помогут ученым понять, как эти паразиты вторгаются в нас, ускользают от иммунной системы и вызывают болезни.
Как сообщается в Nature Genetics сегодня (5 ноября), исследование может привести к новым методам дегельминтизации, которые помогут предотвратить и лечить болезни, вызванные паразитическими червями во всем мире.
Паразитические черви вызывают некоторые из самых забытых тропических болезней, включая речную слепоту, шистосомоз и анкилостомоз, и отравляют жизни более миллиарда человек во всем мире. Инфекции могут длиться многие годы или даже десятилетия, приводя к сильным болям, массовым физическим недостаткам, задержке развития у детей и социальной стигматизации, связанной с уродством. Несмотря на огромное бремя для здоровья многих беднейших стран мира, инвестиции в исследования паразитических червей были незначительными.
Чтобы понять, как черви могут заражать людей и жить внутри них, исследователи сравнили геномы 81 вида круглых и плоских червей, в том числе 45, которые ранее никогда не секвенировались. Их анализ выявил почти миллион новых генов, которых раньше не видели, принадлежащих к тысячам новых генных семейств и обладающих огромными вариациями в том, как они распределялись между видами.
Исследователи обнаружили, что некоторые виды червей имеют огромные семейства генов, которые помогают им колонизировать кишечник хозяина, мигрировать через ткани хозяина или переваривать пищу. У других видов было много семейств генов, влияющих на иммунную систему хозяина, чтобы скрыть червя.
Доктор Мэтт Берриман, старший автор Института Wellcome Sanger, сказал: «Мало что известно о биологии многих видов паразитических червей, поэтому мы использовали широкое сравнение их геномов, чтобы обнаружить наиболее поразительные генетические различия между ними., Мы открыли много новых генов и генных семейств, чтобы помочь понять, как черви живут и мигрируют внутри нас и других животных. Этот набор данных выведет исследования червей в новую эру открытий».
Противогельминтные средства остаются неизменными в течение многих лет и часто оказываются неадекватными. Кроме того, чрезмерная зависимость лишь от нескольких существующих лекарств может привести к лекарственной устойчивости. Для поиска новых вмешательств исследователи изучили набор данных из 800 000 последовательностей генов червей, чтобы предсказать новые мишени для лекарств от гельминтов и противогельминтные препараты. Используя базу данных ChEMBL по существующим лекарствам и химическим веществам, они сузили список до 40 высокоприоритетных мишеней в червях и сотен возможных существующих лекарств или соединений.
Д-р Аврил Коглан, ведущий аналитик Института Wellcome Sanger, сказала: «Спектр препаратов, доступных для лечения глистных инфекций, все еще очень ограничен. Мы сосредоточили наши поиски на изучении существующих лекарств от болезней человека. быстрый путь к выявлению существующих препаратов, которые можно было бы использовать для дегельминтизации».
Дальнейшие исследования могут привести к появлению множества новых возможностей лечения, которые помогут улучшить жизнь миллионов людей, страдающих от забытых тропических болезней, вызываемых этими червями.
В дополнение к обнаружению новых генов и потенциальных новых возможностей дегельминтизации, 81 последовательность генома позволяет исследователям поместить каждого червя в эволюционное древо жизни, чтобы помочь понять, как эволюционируют паразиты.
Профессор Марк Блакстер, автор из Эдинбургского университета, сказал: «Все паразиты произошли от свободноживущих предков, и сравнение их геномов показало изменения, которые происходят, когда вид становится паразитом. Паразиты поражают большинство мир природы, и эти геномы хранят записи о том, как появились эти очаровательные животные и их поразительная биология».
Геномы паразитов также дают представление о том, как черви избегают атак нашей иммунной системы. Это могло бы помочь нашему пониманию самой иммунной системы и, в конечном счете, позволило бы нам использовать естественную силу иммунной системы для улучшения здоровья человека.
Младший профессор Македонка Митрева, старший автор Института генома Макдоннелла при Вашингтонском университете, сказала: «Паразитические черви - одни из наших самых старых врагов, и они эволюционировали в течение миллионов лет, чтобы стать опытными манипуляторами иммунной системы человека. Это исследование приведет к лучшему пониманию биологии этих важных организмов, но может также помочь нам лучше понять, как можно использовать или контролировать нашу иммунную систему."