Keluarga sebatian baru menunjukkan janji dalam merawat cacing parasit

Pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Universiti Toronto telah menemui keluarga sebatian semula jadi yang berpotensi untuk mencipta rawatan baru dan lebih berkesan untuk cacing parasit. Sebatian ini menyekat proses metabolik unik yang digunakan oleh cacing untuk bertahan dalam usus manusia.

Cacing parasit bawaan tanah mendatangkan malapetaka di negara membangun di kawasan tropika. Jangkitan dengan parasit ini menyebabkan rasa tidak sihat, lemah, kekurangan zat makanan dan gejala lain yang melemahkan dan boleh menyebabkan kecacatan kelahiran pada kanak-kanak dan menjejaskan pertumbuhan mereka.

Cacing parasit bawaan tanah menjangkiti lebih daripada satu bilion orang di seluruh dunia, kebanyakannya dalam komuniti miskin di negara membangun yang tidak mempunyai sistem kesihatan dan sanitasi yang komprehensif. Parasit menjadi kurang terdedah kepada beberapa ubat antihelminthic yang tersedia, jadi mencari sebatian baru diperlukan segera.

Taylor Davie, pengarang pertama kajian dan pelajar siswazah di Pusat Donnelly untuk Penyelidikan Selular dan Biomolekul di Universiti Toronto

Kajian itu diterbitkan hari ini dalam jurnal Nature Communications.

Banyak spesies cacing parasit menghabiskan sebahagian besar kitaran hidup mereka di dalam perumah manusia. Untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran usus, terutamanya kekurangan oksigen, parasit bertukar kepada sejenis metabolisme yang bergantung kepada molekul yang dipanggil rhodoquinone (RQ).

Parasit boleh hidup di dalam perumah manusia selama beberapa bulan menggunakan metabolisme yang bergantung kepada RQ.

Pasukan penyelidik memutuskan untuk menyasarkan proses metabolik adaptif cacing parasit kerana RQ hanya terdapat dalam sistem parasit; manusia tidak menghasilkan atau menggunakan RQ. Oleh itu, sebatian yang boleh mengawal pengeluaran atau aktiviti molekul ini secara terpilih akan membunuh parasit tanpa membahayakan perumah manusia.

Para penyelidik menyaring sebatian semula jadi yang diasingkan daripada tumbuhan, kulat, dan bakteria pada model organisma C. elegans. Walaupun bukan parasit, cacing ini juga bergantung kepada RQ untuk metabolisme apabila oksigen tidak tersedia.

"Ini adalah kali pertama kami dapat mencari ubat yang secara khusus menyasarkan metabolisme luar biasa parasit ini, " kata Andrew Fraser, penyiasat utama kajian itu dan seorang profesor genetik molekul di Pusat Donnelly dan Sekolah Perubatan Temerty.

"Skrin ini dimungkinkan oleh kemajuan terkini oleh kumpulan kami dan yang lain dalam menggunakan C. elegans untuk mengkaji metabolisme yang bergantung kepada RQ, serta kerjasama kami dengan RIKEN, salah satu agensi penyelidikan terbesar Jepun. Kami menyaring koleksi luar biasa mereka sebanyak 25,000 sebatian semula jadi, yang membawa kepada penemuan keluarga sebatian benzimidazole yang membunuh cacing yang bergantung kepada jenis metabolisme ini."

Penyelidik mencadangkan rejimen berbilang dos bagi keluarga sebatian yang baru ditemui untuk merawat cacing parasit. Walaupun rawatan satu dos adalah lebih mudah untuk program rawatan ubat besar-besaran, program rawatan yang lebih lama akan lebih berkesan dalam membunuh parasit.

"Kami sangat gembira dengan hasil kajian yang kami gunakan perpustakaan kami," kata Hiroyuki Osada, seorang profesor farmasi di Universiti Shizuoka dan pengarah kumpulan biologi kimia di Pusat RIKEN untuk Sumber Lestari.

"Kajian itu menunjukkan kuasa pendekatan penyaringan, yang membolehkan penyelidik dalam kes ini menyaring jumlah molekul yang sangat besar dalam koleksi tertumpu produk semula jadi. Skrin sangat cekap, yang merupakan kunci untuk menangani persoalan penyelidikan mendesak yang mempunyai kepentingan global seperti ini."

Langkah seterusnya untuk pasukan penyelidik termasuk menapis kelas perencat baharu melalui ujian in vivo tambahan dengan cacing parasit, yang akan dijalankan oleh makmal Kaiser di Universiti Basel di Switzerland, dan terus mencari sebatian yang menghalang RQ.

"Kajian ini hanyalah permulaan, " kata Fraser. "Kami telah menemui beberapa sebatian lain yang sangat kuat yang mempengaruhi metabolisme ini, termasuk, buat kali pertama, sebatian yang menghalang keupayaan cacing untuk menghasilkan RQ. Kami berharap skrin kami akan membantu membangunkan ubat untuk merawat patogen utama di seluruh dunia."

Penyelidikan ini disokong oleh Institut Kesihatan Kanada dan Pertubuhan Biologi Molekul Eropah.