Wissenschaftler entdecken, wie Malaria-Parasiten resistent gegen Drogen wurden

Malaria ist nach wie vor ein verheerendes pathologisches Monster für den Menschen. In den meisten afrikanischen Ländern stammen 75 Prozent der Fälle von Malaria aus Plasmodium falciparum, ein einzelliger, mikroskopischer Parasit, der kranken Opfern eine der tödlichsten Formen dieser Infektion verleiht, zum Teil weil er sich als resistent gegen die meisten Malariamedikamente erweist, die wir zur Bekämpfung der Infektion vorschreiben. Wenn man charakterisiert, warum genau dieser Parasit für die moderne Medizin so unempfindlich ist, würde er einen großen Beitrag dazu leisten, dass die Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens die Tausende von Malaria sterben, die jedes Jahr an Malaria sterben.

In einer neuen Studie veröffentlicht am Freitag in Wissenschaft Wissenschaftler, die zum Teil von der Bill and Melinda Gates Foundation finanziert werden, identifizieren zahlreiche Mutationen, die dies zulassen P. falciparum Behandlung resistent zu werden, was für pharmazeutische Forscher, die neue biologische Ziele gegen Malaria entwickeln, ein Segen sein könnte

"In diesem Artikel geht es wirklich darum, wie wir mit Hilfe der Genetik bessere Medikamente entwickeln können", schrieb die Co-Autorin Elizabeth Winzeler, Professorin an der University of California in San Diego und Leiterin der translationalen Forschung am UC Health Sciences Center für Immunologie, Infektion und Entzündung, erzählt Inverse. „Wir würden uns wirklich wünschen, bessere Medikamente gegen Malaria zu haben, weil die aktuellen, die wir haben, einfach nicht so heiß sind. Widerstand ist ein Problem, und die derzeitigen Medikamente wurden nie rational entworfen, um das zu tun, was wir wollen. “

Malaria wird durch beißende Moskitos verbreitet, die dem Parasiten einen Vektor zum Auffinden neuer Wirte geben, wo sie sich in den Leber- und Blutzellen der Person schnell vermehren, bis Symptome wie Erbrechen, Schüttelfrost und Fieber auftreten.

Winzeler und ihr Team suchen nach neuen Behandlungen, um zu verhindern, dass sich Menschen zusammenziehen und Verbreitung von Malaria, die idealerweise die Ansteckungsgefahr alle zusammen beseitigen könnte. Die Lösung wäre langlebig, wie ein Lauf, den Sie einem Haustier geben könnten, um Flöhe fernzuhalten. Sie sagt, dass es machbar ist, aber um dorthin zu gelangen, müssen neue Medikamente entwickelt werden, die gegen alles wirken.

An dieser Stelle kommt diese neue Studie ins Spiel. In ihrer neuen Arbeit erklären Winzeler und ihr Team: Um zu verstehen, wie vorhandene Therapeutika an Wirksamkeit verlieren, müssen sie wissen, welche Gene mutiert und resistent gegen Medikamente sind. Dafür haben sie geklont P. faciparum Parasiten, um eine Gruppe von 262 zu erhalten, und wuchsen sie in Gegenwart der Verbindungen von Malariamitteln, bis sie etwas resistent wurden. Danach sequenzierten sie das Genom der Parasiten und stellten fest, welche genetischen Veränderungen zu Beginn des Widerstands auftraten. Sie identifizierten 83 Schlüsselgene, die mit Arzneimittelresistenz assoziiert sind, und mehrere neue, chemisch validierte Ziele, auf die sich neue Arzneimittel konzentrieren könnten, um den Malariaparasiten anzugreifen.

Der zweite Befund ist der Schlüssel. Zu wissen, wo man den Parasiten anvisieren soll, ist unglaublich wichtig - ansonsten, so Winzeler, "man fühlt sich irgendwie im Dunkeln."

"Sie wissen nicht, wie Ihre Verbindung den Parasiten tatsächlich abtötet. Alles, was Sie wissen, ist, dass Sie es dem Parasiten geben und der Parasit stirbt", sagt sie. "Es ist immer ein Wettlauf zwischen dem Parasiten und dem, was Sie verwenden, um ihn zu töten, und wir haben derzeit keinen besonders guten Impfstoff."

Laut dem World Malaria Report 2017 ist die weltweite Bekämpfung von Malaria zum Erliegen gekommen. Im Jahr 2016 gab es schätzungsweise 216 Millionen Malaria-Fälle, ein Anstieg um 5 Millionen Fälle seit 2015. Dies ist der erste Anstieg der Malaria-Fälle in einem Jahrzehnt, und es wurden 445.000 Menschen getötet.

„Malaria bleibt ein großer Killer“, sagt Winzeler. "Wir brauchen neue Instrumente und Ansätze, um weiterhin stark in die Malariakontrolle zu investieren, sonst wird es höchstwahrscheinlich wiederkommen."

Abstrakt: Ein Forscherteam hat zahlreiche Mutationen identifiziert, durch die der Malaria-verursachende Parasit Plasmodium falciparum behandlungsresistent werden kann. Das Wissen um die Identität von Genen, die eine Resistenz gegen mehrere Arzneimittel bewirken, ist wichtig für das Design neuer Medikamente und für das Verständnis, wie bestehende Therapeutika im klinischen Umfeld ihre Wirksamkeit verlieren können. Weltweit sterben jedes Jahr Hunderttausende Menschen an Malaria, und die jüngste Entwicklung von arzneimittelresistenten Stämmen des Parasiten in Südostasien verstärkt die Notwendigkeit neuartiger Behandlungsmöglichkeiten. Um besser zu verstehen, wie der Parasit eine Resistenz gegen verschiedene Medikamente entwickelt, haben Annie Cowell et al. führten eine Genomanalyse von 262 Plasmodium falciparum-Parasiten durch, die gegen 37 Gruppen von Verbindungen resistent waren. In 83 Schlüsselgenen, die mit Arzneimittelresistenz assoziiert sind, identifizierten die Forscher Hunderte von Veränderungen, die diesen Effekt vermitteln könnten, einschließlich wiederholter genetischer Kodierung oder Mutationen, die zu veränderten Proteinen führen. Das Team verwendete dann Klone gut untersuchter P. falciparum-Parasiten und setzte sie den Verbindungen im Laufe der Zeit aus, um Resistenz zu induzieren. Dabei wurden die genetischen Veränderungen überwacht, die bei der Resistenzentwicklung auftraten. Bemerkenswerterweise konnten sie für jede Verbindung ein wahrscheinliches Ziel oder ein Resistenzgen identifizieren. Insbesondere Cowell et al. identifizierte Mutationen, die wiederholt auftraten, wenn ein einzelner Wirkstoff einer Vielzahl von Medikamenten ausgesetzt wurde, was bedeutet, dass diese Mutationen wahrscheinlich Resistenz gegen zahlreiche bestehende Behandlungen vermitteln. Jane Carlton bietet mehr Kontext in einer verwandten Perspektive.