Команда Ясера Хашема из Laboratoire Architecture et Réactivité de l'ARN в CNRS обнаружила новую потенциальную терапевтическую мишень, расположенную в рибосоме, для борьбы с трипаносомными паразитами. С помощью криоэлектронной микроскопии[1] исследователи Института молекулярной и клеточной биологии (CNRS/Université de Strasbourg) подробно проанализировали структуру этих паразитов и выявили одно из их потенциальных слабых мест, которое до сих пор оставалось незамеченным. Это открытие открывает путь к разработке новых более безопасных методов лечения, менее токсичных и более специфичных в отношении трипаносом, паразитов, вызывающих болезнь Шагаса и африканскую сонную болезнь. Это исследование опубликовано 26 октября 2017 г. в журнале Structure..
Трипаносомы, чаще называемые кинетопластидами, представляют собой одноклеточные паразиты, ответственные за многочисленные заболевания различной степени тяжести, которые в самых тяжелых случаях могут привести к летальному исходу. Trypanosoma brucei, Trypanosoma cruzi и Leishmania major, вероятно, наиболее известны и вызывают соответственно африканскую сонную болезнь, болезнь Шагаса и различные виды лейшманиоза.
В отличие от бактерий, эти организмы представляют собой эукариотические клетки, содержащие ядро, как клетки человека. Сходство, хотя и незначительное, между животными клетками и трипаносомными клетками усложняет некоторые терапевтические подходы. Например, антибиотик, нацеленный на определенные молекулярные механизмы в трипаносомах, таких как рибосомы, может одновременно повредить клетки человека. До сих пор исследователи считали, что эукариотические рибосомы (молекулы, участвующие в синтезе белка) имеют чрезвычайно сходную структуру от одного вида эукариот к другому, как, например, в случае человека и трипаносом, что делает их почти неприкосновенными. Недавние технологические достижения сделали возможным визуализацию структуры рибосом из трипаносом с разрешением, близким к атомному, поэтому теперь можно увидеть небольшие структурные отличия от рибосом человека, которые могут стать потенциальной терапевтической мишенью.
Команда Ясера Хашема особенно внимательно изучила архитектуру рибосомы Trypanosoma cruzi. С помощью криоэлектронной микроскопии, включающей криогенизацию образцов, она позволяет визуализировать биологические структуры в их нативном состоянии, в сочетании с масс-спектрометрией, использующей массу каждого элемента для определения точного состава белка, они выявили белок, специфичный для рибосомы трипаносом: KSRP (специфический кинетопластидный рибосомальный белок). Помимо того, что он специфичен для этих паразитов, KSPR необходим для их выживания, поскольку подавление его активности приводит к гибели паразитов. Точная роль KSRP в синтезе белка остается нерешенной.
Это открытие KSRP дает нам представление о возможных будущих медицинских исследованиях для разработки новых методов лечения трипаносомных паразитов. Выяснение структуры этого нового белка может привести к разработке молекул, которые могут взаимодействовать с ним и ингибировать его активность весьма специфическим образом, не мешая клеткам-хозяевам. Таким образом, возможность нацеливания и ингибирования KSRP у паразитов будет представлять собой более безопасную альтернативу и особенно более эффективную альтернативу по сравнению с существующими методами лечения, которые чрезвычайно сложны и токсичны.
[1] Рибосома паразита Trypanosoma cruzi. Иллюстрация цитозольной рибосомы в трипаносомах, очищенных от паразита T. cruzi. Анализ структуры рибосомы с помощью криоэлектронной микроскопии (в центре) показывает новый белок, специфичный для этого семейства организмов. Этот белок был назван специфичным для кинетопластидов рибосомным белком или KSRP. Несмотря на свое постоянное присутствие, этот белок оставался незамеченным в течение многих лет, даже после первой публикации структуры этой рибосомы с высоким разрешением.