Un nuovo studio ha utilizzato lo screening robotico per selezionare i composti chimici che potrebbero "prevenire" la malaria
Secondo l'OMS, nel 219 ci sono stati 435,000 milioni di casi di malaria in tutto il mondo e circa 2017 decessi. Malaria è una malattia infettiva causata da parassiti Plasmodium falciparum o Plasmodium vivax. Questi parassiti iniziano il loro ciclo di vita quando una zanzara infetta trasmette sporozoiti a un essere umano quando si nutre di sangue umano. Alcuni di questi sporozoiti causano un'infezione all'interno del fegato umano mentre si replicano. Successivamente, il parassita irrompe nei globuli rossi per avviare l'infezione. Quando il sangue viene infettato, in una persona compaiono sintomi di malaria come brividi, febbre, ecc.
Attualmente disponibile farmaci per la malaria generalmente placano i sintomi della malattia "dopo" che l'infezione si è verificata. Bloccano la replicazione dei parassiti nel sangue umano, tuttavia non possono impedire la trasmissione a nuove persone tramite le zanzare perché l'infezione è già avvenuta. Quando una persona infetta viene morsa da una zanzara, la zanzara porta l'infezione a un'altra persona continuando il circolo vizioso dell'infezione. Sfortunatamente, i parassiti della malaria stanno diventando resistenti alla maggior parte disponibile in commercio farmaci antimalarici. C'è un urgente bisogno di nuovi antimalarici che non solo possano curare i sintomi, ma anche impedire che l'infezione da malaria raggiunga il flusso sanguigno in modo che non possa essere trasferita ad altre persone.
Mirare a una nuova fase nel ciclo di vita del parassita
In un nuovo studio pubblicato in Scienze, i ricercatori hanno preso di mira il parassita della malaria nella fase iniziale del suo ciclo di vita, ovvero quando il parassita inizia a infettare il fegato umano. Questo è prima della fase in cui il parassita inizia a replicarsi nel sangue e causa l'infezione alla persona. I ricercatori hanno impiegato due anni per estrarre i parassiti della malaria dall'interno di migliaia di zanzare utilizzando la moderna tecnologia robotica. Per il loro studio, hanno usato il Plasmodium berghei, un parassita relativo che infetta solo i topi. In primo luogo, le zanzare sono state infettate dal parassita, quindi gli sporozoiti sono stati estratti da queste zanzare infette - alcune sono state essiccate, congelate, quindi non di alcuna utilità. Questi sporozoiti sono stati quindi portati alla struttura di screening dei farmaci dove sono stati testati i potenziali farmaci/inibitori/composti chimici per il loro effetto. In un round circa 20,000 composti potrebbero essere testati utilizzando una tecnologia robotica e onde sonore in cui sono state aggiunte piccole quantità di ciascun composto chimico, ad esempio un composto aggiunto per ogni cellula di sporozoite. È stata valutata la capacità di ciascun composto di uccidere il parassita o addirittura bloccarne la replicazione. I composti tossici per le cellule epatiche sono stati eliminati dall'elenco. Sono stati effettuati test per lo stesso set di composti anche su altre specie di Plasmodium e anche su altri stadi del ciclo di vita oltre allo stadio del fegato.
Conduttori chimici identificati
Un totale di oltre 500,000 composti chimici è stato testato per la loro capacità di fermare il parassita quando è allo stadio del fegato umano. Dopo molti cicli di test, sono stati selezionati 631 composti che sono stati visti bloccare l'infezione della malaria prima che iniziassero i sintomi, impedendo potenzialmente la trasmissione nel sangue, nuove zanzare e nuove persone. 58 di questi 631 composti hanno persino bloccato il processo di generazione di energia del parassita nei mitocondri
Questo studio potrebbe essere la base per lo sviluppo di nuovi farmaci per la "prevenzione della malaria" di prossima generazione. La ricerca è stata condotta nella comunità open source che consente ad altri gruppi di ricerca in tutto il mondo di utilizzare liberamente queste informazioni per promuovere il proprio lavoro. I ricercatori vogliono testare i 631 promettenti farmaci candidati per analizzarne l'efficacia e anche questi composti dovranno essere controllati per la loro sicurezza per il consumo umano. La malaria ha urgente bisogno di un nuovo farmaco che sia conveniente e che possa essere consegnato in qualsiasi parte del mondo senza ulteriori richieste di infrastrutture, personale sanitario o altre risorse.
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Fonte (s)
Antonova-Koch Y et al. 2018. Scoperta open source di lead chimici per antimalarici chemioprotettivi di prossima generazione. Scienze. 362 (6419). https://doi.org/10.1126/science.aat9446
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