2013年2月26日

抗击热带疾病的新工具

一种利用面包酵母的新工具可以加快开发抗多种热带疾病的新药,其中包括疟疾,血吸虫病和非洲昏睡病。独特的筛选方法使用经过基因工程改造以表达寄生虫和人类蛋白质的酵母,以鉴定靶向致病性寄生虫但不影响其人类宿主的化合物。

每年通常在世界上最贫困的地区影响数百万人。每年,仅疟疾就感染了2亿多人,估计造成655,000人死亡,其中大多数是5岁以下的人。不幸的是,我们治疗疟疾的能力是由 由于对最常用药物产生抗药性的寄生虫的出现,已经危害了该病。迫切需要针对其他寄生虫病的新疗法,这些新疗法在历史上一直被忽视。

当前,针对这些疾病的药物筛选方法使用的是活的,完整的寄生虫。但是,此方法有几个局限性。首先,可能很难或不可能使寄生虫或其生命周期的至少一个阶段在一个寄生虫的外部生长。 。 (例如,寄生虫 间日疟原虫是导致南美和东南亚大多数疟疾病例的原因,无法在实验室条件下连续种植。)其次,当前方法无法深入了解该化合物如何与寄生虫相互作用或该化合物对人类。

为了发展 为了抗击寄生虫病,剑桥大学的科学家与 在曼彻斯特大学(Manchester University)创建一种更便宜,更有效的抗寄生虫药物筛选方法。聪明的筛选方法识别 可以靶向来自寄生虫的酶,而不是针对来自其人宿主的酶,因此可以及早消除具有潜在副作用的化合物。

剑桥大学系统生物学中心和剑桥大学生物化学系的史蒂夫·奥利弗(Steve Oliver)教授说:“我们 提供了一种更快,更便宜的方法,可以补充整个寄生虫的筛查。这意味着通常只需在受感染的动物中进行涉及寄生虫本身的较少实验。”

这种新方法使用了基因工程的面包酵母,它可以表达重要的寄生虫蛋白或人类相应的蛋白质。不同的酵母细胞用荧光蛋白标记,以监测各个酵母菌株在彼此竞争中的生长情况。通过在每种候选化合物的存在下使三到四个不同的酵母菌株共同生长来提供高通量。这种方法还具有很高的灵敏度(因为药物敏感的酵母菌在竞争营养时会败给耐药菌株),降低了成本,并且具有很高的重现性。

然后,科学家们可以鉴定出能够抑制带有寄生虫-药物靶标的酵母菌株生长,但不能抑制相应的人类蛋白质的化学化合物(因此,不包括会给服用该药物的人类带来副作用的化合物)。然后可以探索这些化合物,以进一步开发成抗寄生虫药。

为了证明其筛选工具的有效性,科学家在 布鲁氏锥虫,导致 。通过使用工程酵母来筛选对这种寄生虫有效的化学物质,他们识别出了潜在的化合物,并在实验室培养的活寄生虫上对其进行了测试。在测试的36种化合物中,有60%能够杀死或严重抑制寄生虫的生长(在标准实验室条件下)。

剑桥大学论文的主要作者伊丽莎白·比尔斯兰德博士说:“这项研究仅仅是一个开始。它表明我们可以设计一种模型生物酵母来模仿一种疾病生物,并利用这项技术来降低生物多样性。成本的全自动药物筛选器,用于选择和优化候选药物以及识别和验证新型药物靶标。”

“将来,我们希望能够工程化从病原体到酵母的整个途径,并构建出模仿人类细胞疾病状态的酵母菌株。”

更多信息: 该研究于2月27日发表在该杂志上 开放生物学。

期刊信息: 开放生物学

由...提供 剑桥大学

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