Un posibil tratament antimalaric, descoperit într-o colecție de microbiotă a unui institut de cercetare
O echipă de cercetători condusă de chimistul Ben Shen, de la Institutul Wertheim UF Scripps, a identificat un compus cu potențial antimalaric în colecția de produse naturale a institutului, una dintre cele mai mari de acest fel din lume. Descoperirea ar putea deschide calea către noi terapii împotriva malariei, boală care afectează aproximativ 280 de milioane de oameni anual și provoacă circa 600.000 de decese, majoritatea în rândul copiilor mici.
Malaria, răspândită prin înțepătura țânțarilor în regiunile tropicale, devine tot mai greu de tratat, deoarece paraziții dezvoltă rezistență la terapiile standard, precum clorochina și artemisinina. „Paraziții evoluează, așa că este esențial să identificăm noi medicamente antimalarice care au mecanisme de acțiune diferite de cele ale medicamentelor din trecut”, a declarat Ben Shen, fondatorul Centrului de Descoperire a Produselor Naturale din cadrul institutului.
Compuși care elimină parazitul în toate etapele ciclului său de viață
Echipa a descoperit mai mulți compuși capabili să elimine rapid parazitul malariei în toate etapele ciclului său de viață, spre deosebire de medicamentele antimalarice existente. Cercetătorii au pornit de la screeningul a 81 de compuși naturali purificați din colecția institutului, vizând un parazit rezistent la medicamente cunoscut pentru formele severe de boală. Această etapă a relevat șase candidați promițători din cinci familii chimice.
Ulterior, echipa a extins screeningul la 1.531 de mostre provenite de la 425 de microbiotă din grupul bacteriilor numite Actinobacteria. Aproximativ 20% dintre acestea au prezentat proprietăți antimalarice. După eliminarea celor toxice pentru oameni, cercetătorii au studiat compoziția chimică și activitatea candidaților principali, identificând mai mulți compuși care nu fuseseră studiați anterior.
Cercetătorii au cultivat apoi bacteriile care produceau compușii noi, le-au optimizat producția, le-au caracterizat structurile chimice și i-au denumit SPAs, prescurtare de la sphaeriaurantins. Aceștia provin dintr-un grup rar și puțin studiat de bacterii din sol, numit Sphaerisporangium.
Rezultate promițătoare împotriva parazitului multirezistent
Testele au arătat că cel mai activ dintre SPAs a eliminat 99,9% din parazitul multirezistent Plasmodium falciparum din sânge și din celule hepatice cultivate, ceea ce înseamnă că substanța acționează în mai multe etape ale ciclului de viață al parazitului. De asemenea, testele au indicat că SPAs este puțin probabil să dezvolte rezistență la medicamente. Cercetarea a fost publicată în august în Journal of the American Chemical Society.
Drumul de la descoperirea unui compus candidat până la un medicament aprobat poate dura mulți ani. Următorii pași ai echipei vizează caracterizarea potențialului farmacologic și terapeutic al structurii SPA, ceea ce va presupune identificarea și validarea țintei moleculare principale și înțelegerea mecanismului de acțiune.
O colecție de neînlocuit, încă puțin explorată
Centrul de Descoperire a Produselor Naturale găzduiește microbiotă, extracte ale acestora și mostre parțial purificate. Echipa lui Shen studiază cu atenție colecția pentru a construi o bază de date genomică pe care oamenii de știință din întreaga lume să o poată consulta în căutarea de noi produse naturale.
Colecția este de neînlocuit, întrucât a fost adunată de-a lungul a peste 80 de ani, când astfel de colectări mai erau posibile. Tratatele internaționale privind suveranitatea genetică fac acum astfel de demersuri prohibitive din punct de vedere al costurilor. Microbiota provine din 77 de țări și a fost adunată de mai multe companii farmaceutice și grupuri de cercetare tocmai pentru potențialul lor ca medicamente. Abia recent tehnologia a evoluat suficient pentru a permite secvențierea și analiza rapidă, astfel încât o mare parte a colecției rămâne încă de explorat.
Produsele naturale au o istorie bogată în furnizarea de materie primă pentru medicamente importante, începând cu descoperirea penicilinei. Două treimi dintre medicamentele aprobate în Statele Unite își au originea în produse naturale sau au fost inspirate de acestea. Colecția include tulpini microbiene care au inspirat medicamente importante, precum antibioticii streptomicină și imunosupresorul rapamicină.
„Institutul Wertheim UF Scripps găzduiește acum una dintre cele mai mari colecții de tulpini de Actinobacteria din lume”, a declarat Shen. „Exploatăm aceste bogății genetice în beneficiul umanității. Această descoperire a unui antimalaric puternic este unul dintre numeroasele produse naturale potențial utile pe care le-am găsit până acum în acest set. Este încă o dovadă a valorii de a păstra această resursă de neînlocuit.”
