Τα ευρήματα της νέας μελέτης από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου του Κεντάκι δημοσιεύτηκαν στο Περιοδικό Journal of Biological Chemistry στις 28 Μαΐου και μπορεί να οδηγήσουν σε μια νέα θεραπεία κατά του παρασίτου, Toxoplasma gondii, που προκαλεί τοξοπλάσμωση.
Τα Κέντρα Πρόληψης και Ελέγχου Ασθενειών (CDC) αναφέρουν ότι περίπου 40 δισεκατομμύρια άνθρωποι στις ΗΠΑ μεταφέρουν το πρωτόζωο παράσιτο T. gondii, αλλά πολλοί λίγοι έχουν συμπτώματα, γιατί το ανοσοποιητικό τους σύστημα συνήθως «συγκρατεί» το παράσιτο και δεν προκαλείται ασθένεια. Παρόλα αυτά, η τοξοπλάσμωση μπορεί να δημιουργήσει σοβαρές επιπτώσεις στις εγκυμονούσες και σε όσους έχουν αδύναμο ανοσοποιητικό σύστημα.
Από την άλλη, όσοι έχουν σοβαρή τοξοπλάσμωση μπορεί να φιλοξενούν μια κύστη του παρασίτου στον εγκέφαλο και τον μυϊκό ιστό. Αυτές οι κύστες είναι υπεύθυνες για την δημιουργία σοβαρής ασθένειας, ειδικά σε άτομα τα οποία είναι ανοσοκατεσταλμένα.
Τα εργαστήρια του Matthew Gentry, Ph.D., και του Craig Vander Kooi, Ph.D., στο Τμήμα Μοριακής και Κυτταρικής Βιοχημείας, του Anthony Sinai, Ph.D., στο Τμήμα Μικροβιολογίας, Ανοσολογίας και Μοριακής Γενετικής, και Ο Zhong-Yin Zhang, Ph.D., από το Purdue Institute for Drug Discovery, συνεργάστηκε για να αναπτύξει ένα φάρμακο που στοχεύει στην κύστη του παρασίτου.
Σε προηγούμενη έρευνα, ο Gentry μάλιστα αναγνώρισε ένα ένζυμο στο παράσιτο T. gondii που ονομάζεται TgLaforin, το οποίο υπέθεσε ότι ήταν κρίσιμο για την είσοδο του παράσιτου στο μόριο αποθήκευσης υδατανθράκων. Η ομάδα τελικά ανέπτυξε ένα νέο φάρμακο το οποίο αναστέλλει το TgLaforin, με τον σκοπό να παρεμποδίσει τα ένζυμα να αξιολογήσουν και να παρέχουν ενέργεια στο ένζυμο.
Την ίδια ώρα που υπάρχουν εγκεκριμένα φάρμακα για να θεραπεύσουν τα συμπτώματα της τοξοπλάσμωσης, δεν υπάρχουν πρόσφατες θεραπευτικές μέθοδοι που στοχεύουν στις κύστες του παρασίτου. Η νέα ανακάλυψη δείχνει ότι είναι πλέον και αυτό εφικτό χάρη στην διεπιστημονική συνεργασία των ειδικών από 4 εργαστήρια. Ο Robert Murphy, Ph.D., μέλος των εργαστηρίων Gentry και Sinai, διεξήγαγε αρχικά πειράματα για το ένζυμο TgLaforin και παρείχαν μια βάση για την κατανόηση της λειτουργίας του.
Από την πλευρά του, ο Tiantian Chen, είναι ένας απόφοιτος του εργαστηρίου Vander Kooi’s ι παράγει μοντέλα του ενζύμου TgLaforin, χρησιμοποιώντας ένα νέο πρόγραμμα που ονομάζεται AlphaFold2, το οποίο και πρόκειται για έναν αλγόριθμο τεχνητής νοημοσύνης. Η συμβολή του είναι σημαντική γιατί παρέχει μια εικόνα του ενζύμου που δείχνει ότι το TgLaforin είναι ένας μοναδικός και πιθανός στόχος.
Ο Jianping Lin, μεταδιδακτορικός καθηγητής στο εργαστήριο Zhang χρησιμοποίησε τις πληροφορίες αυτές που δημιούργησαν οι Murphy και Chen, σε συνδυασμό με νέες τεχνικές στη χημεία για να παράγουν την πρώτη εκδοχή ενός νέου φαρμάκου κατά της τοξοπλάσμωσης.
« Ήμουν ενθουσιασμένος να μάθω ότι το φάρμακο ήταν αποτελεσματικό κατά του ενζύμου TgLaforin στους δοκιμαστικούς σωλήνες και ότι παρεμπόδισε τη φυσική δραστηριότητα του και των υποστρωμάτων του, συμπεριλαμβανομένων και των υδατανθράκων» δήλωσε ο Murphy.
Στο μέλλον το φάρμακο θα δοκιμαστεί σε παράσιτα. Η ομάδα κατόπιν θα προσπαθήσει να αυξήσει την δυνατότητα και την επιλεξιμότητα αλλά και την προσαρμοστικότητα των χημικών ιδιοτήτων του, ώστε να της δοθεί η άδεια να γίνουν μελέτες στα ζώα.
