Исследователи из Университета Альберты обнаружили важный белок в клетках смертельно опасного инфекционного паразита, открыв дверь в менее вредное лечение для миллионов людей, страдающих от таких болезней, как сонная болезнь в Африке и болезнь Шагаса в Южной Америке.
Паразит, трипаносома, передается через укусы насекомых. В исследовании, опубликованном в журнале Life Science Alliance, клеточный биолог Университета штата Калифорния и Канадский исследовательский руководитель в области клеточной биологии Рик Рачубински и его коллеги Хирен Банерджи и Барбара Кноблох обнаружили, что белок под названием PEX3, который долгое время считался несуществующим в паразите, был на самом деле присутствуют и необходимы для их жизнеспособности.
PEX3 является важнейшим компонентом клеточной биологии многих живых существ, включая людей, растения и трипаносомы. Он помогает создавать и регулировать части клеток, называемые пероксисомами, которые помогают расщеплять жирные кислоты и аминокислоты в организме для создания энергии.
В трипаносомах есть специализированные пероксисомы, жизненно важные для регуляции процесса превращения глюкозы в крови хозяина в энергию. По мнению исследователей, разрушение PEX3, необходимого для их создания, может быть эффективным способом нацеливания и уничтожения паразита без вреда для хозяина.
«Обнаружение PEX3 в трипаносомах было очень трудным. Люди искали его годами и никак не могли его найти», - сказал Рачубински, который также является членом Научно-исследовательского института здоровья женщин и детей Университета Австралии. «Некоторые люди говорили, что его не существует, что это другой механизм, но мы считали, что самый простой ответ заключается в том, что мы просто еще не нашли его."
Обнаружение PEX3 в трипаносомах ускользало от Рачубинского и его команды в течение многих лет, пока они случайно не посетили лекцию исследователя из Кембриджского университета.
В лекции докладчик упомянул об использовании HHpred, компьютерной программы, предложенной Институтом биологии развития Макса Планка в Германии, для поиска белков на основе того, как они, по прогнозам, будут складываться или превращаться в функциональные белки, а не чем традиционный способ поиска по цепочкам аминокислот. Вдохновленный, Рачубински помчался обратно в свою лабораторию и использовал программу для сравнения PEX3 человека с трипаносомными белками. К его удивлению, программа обнаружила ранее не охарактеризованный трипаносомальный белок, который на 95% был похож по своей складчатой структуре на PEX3 человека.
"Это действительно была "Эврика!" момент. После многих лет поисков мы закидываем это в компьютер и через 10 минут получаем ответ», - сказал он. «Это было очень элегантно».
Банерджи, первый автор исследования, согласился.
"Это был великий момент для нашей лаборатории, особенно когда у вас есть все эти документы, говорящие о том, что PEX3 там нет", - сказал он.
Рачубински и его команда в настоящее время находятся в процессе определения медикаментозного лечения, которое нацелено и нарушает достаточное количество взаимодействий PEX3 трипаносомы с белками-партнерами, чтобы предотвратить создание паразитами достаточного количества энергии для выживания в организме.
Хотя современные методы лечения трипаносомных заболеваний могут быть очень токсичными для хозяев, команда надеется, что этот новый подход приведет к созданию лекарств, которые не только безопасны для хозяев, но и дешевы в производстве и распространении.
Для Рачубински поиск лекарств от забытых тропических болезней, таких как сонная болезнь (также называемая африканским трипаносомозом человека), был делом всей жизни. Будучи студентом, он был вдохновлен книгой Пола де Круифа 1926 года «Охотники за микробами», сборником биографий и реальных историй ученых и исследователей, которые первыми начали борьбу с бактериями.
«Для меня это было действительно полезно, потому что это была постоянная тема на протяжении всей моей карьеры», - сказал Рачубински. «Это мировая проблема, и я всегда считал, что богатые страны, такие как наша, должны помогать развивающимся странам, у которых нет ресурсов, чтобы справиться с таким бременем, как забытые тропические болезни..
"Я очень рад, что это открытие может помочь миллионам людей."
Исследование Рачубински стало возможным частично благодаря финансированию Канадского института медицинских исследований.