• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Pasożytnicze sekwencje genomu dają nadzieję na nowe leki

    17.07.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Wykonano sekwencjonowanie genomów dwóch pasożytów, które wywołują schistosomatozę, wyniszczającą chorobę tropikalną (znaną również pod nazwą bilharcjoza lub gorączka ślimacza). Wyniki opisano w dwóch artykułach opublikowanych w czasopiśmie Nature. Obok odkrycia potencjalnych celów dla nowych leków, naukowcy wskazali na wiele istniejących leków, które mogą skutecznie zwalczać chorobę.

    Schistosomatoza jest wywoływana przez niewielkie, pasożytnicze przyrwy, których żywicielem przez część cyklu życiowego jest najpierw człowiek, a następnie ślimaki słodkowodne. Larwy pasożyta są uwalniane do wody przez ślimaki. Kiedy ludzie brodzą lub kąpią się w wodzie, larwy przyrwy przenikają przez ich skórę do naczyń krwionośnych.

    Po osiągnięciu dojrzałości samice pasożytów składają jaja w ściankach jelita. Opuszczają organizm człowieka wraz z kałem. Jeżeli uda im się dostać do wody pełnej ślimaków, które są ich żywicielami, ich cykl życiowy rozpoczyna się od nowa.

    Objawy zakażenia obejmują anemię, biegunkę, krwawienia wewnętrzne i uszkodzenia narządów. Ponad 200 milionów osób w 76 krajach choruje na tę zaniedbaną chorobę tropikalną, która powoduje około 200.000 zgonów rocznie w samej tylko subsaharyjskiej Afryce.

    Pacjentom podaje się obecnie lek prazikwantel, który jest tani i skuteczny, ale nie zapobiega ponownemu zakażeniu. Jednakże istnieją obawy, że pewnego dnia pasożyty mogą się uodpornić na lek, dlatego naukowcy chcą znaleźć alternatywy.

    Ostatnie badania skoncentrowały się na przyrwach Schistosoma mansoni, które występują w Afryce, w niektórych rejonach Bliskiego Wschodu, w Brazylii, Wenezueli oraz na niektórych wyspach Indii Zachodnich, a także na przyrwach Schistosoma japonicum, które są rozpowszechnione w południowych Chinach, na Filipinach i w niektórych rejonach Indonezji. Analiza ich genomu pokazuje, jak dobrze się przystosowały do swojego trybu życia. Posiadają wiele genów enzymów, które rozkładają białka, umożliwiając przyrwom przenikanie przez skórę i inne tkanki żywiciela. Są również wyposażone w zaawansowany układ sensoryczny, który umożliwia analizę chemiczną, światła i temperatury w wodzie oraz w organizmie żywiciela.

    "Dokonanie sekwencjonowania ich genomu przenosi badania nad schistosomatozą w nową epokę" - komentuje dr Matthew Berriman z Wellcome Trust Sanger Institute w Wlk. Brytanii, naczelny autor badań nad S. mansoni. "Zapewnia podwaliny dla zrozumienia aspektów złożonej biologii pasożyta oraz narzędzie do niezwłocznej identyfikacji nowych celów dla leków."

    Naukowcy mają nadzieję, że porównanie genomów tych blisko spokrewnionych pasożytów przyniesie więcej danych na temat ich biologii i doprowadzi do opracowania nowych leków.

    Zespół pracujący nad S. mansoni rozpoznał również 120 enzymów pasożyta, których zablokowanie zakłóciłoby jego metabolizm. Co więcej, wskazał na wiele istniejących leków, które mogłyby być skuteczne przeciwko schistosomatozie.

    "Lista stanowi dobry punkt wyjścia, ale potrzebnych jest oczywiście więcej badań, aby ustalić czy którykolwiek ze związków mógłby zostać wykorzystany do leczenia schistosomatozy" - stwierdza dr Martin John Rogers z Państwowego Instytutu Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID) w USA.

    Odkrycia pogłębiają również naszą wiedzę na temat ewolucji prostych zwierząt. "Przyrwy żylne, takie jak S. mansoni, są płazińcami, które należą do słabo zbadanego obszaru biologii" - wyjaśnił dr Berriman. "Przeprowadzenie sekwencjonowania ich genomu umożliwia nam lepszy wgląd w ewolucję prostych zwierząt. Organizmy te opierają się na takim samym planie jak wszystkie zwierzęta, od ryb po człowieka."

    Jednakże podstawowym zadaniem nowych badań była identyfikacja nowych celów dla leków. "Przewlekłe zakażenie pasożytami Schistosoma unieszczęśliwia miliony ludzi w krajach tropikalnych na całym świecie i może doprowadzić do śmierci" - powiedział Anthony Fauci, dyrektor NIAID. "Nowe leki i inne działania interwencyjne są pilnie potrzebne, aby zmniejszyć wpływ choroby, która obniża jakość życia i spowalnia rozwój gospodarczy."

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Nature:
    http://www.nature.com/nature

    Wellcome Trust Sanger Institute:
    http://www.sanger.ac.uk

    Państwowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID):
    http://www.niaid.nih.gov

    Źródło danych: Nature; Wellcome Trust Sanger Institute; Państwowy Instytut Alergii i Chorób Zakaźnych (NIAID); Uniwersytet Teksański
    Referencje dokumentu: Berriman, M. et al. (DOI: 10.1038/nature08160) and Schistosoma japonicum Genome Sequencing and Functional Analysis Consortium (DOI: 10.1038/nature08140). Obydwie publikacje w Nature, 16 lipca 2009 r.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Schistosomatoza, bilharcjoza (łac. schistosomatosis, bilharziosis, ang. schistosomiasis) – nazwa grupy chorób pasożytniczych wywoływanych przez rozdzielnopłciowe przywry z rodzaju Schistosoma (Schistosoma haematobium, S. mansoni, S. intercalatum, S. japonicum i S. mekongi), występujące na kontynencie afrykańskim, na wschodnich wybrzeżach Ameryki Południowej, w Azji Południowo-Wschodniej i na Bliskim Wschodzie. Schistosomatoza jest obok malarii najpoważniejszym w skali światowej parazytologicznym problemem zdrowotnym. Do Polski choroba ta jest zawlekana rzadko. Przywra krwi (Schistosoma haematobium) - pasożytnicza przywra. Wywołuje chorobę zwaną schistosomatozą lub bilharcjozą. W organizmie człowieka żyje w naczyniach krwionośnych i żywi się krwią. Postać dorosła może żyć nawet do kilkunastu lat. Chilodonelloza - jest to choroba skrzeli i skóry ryb wywoływana przez orzęski Chilodonella cyprini oraz Chilodonella hexasticha będące pasożytami skrzeli i skóry wielu ryb. W złych warunkach środowiskowych chowu stawowego, na karpiach mogą osiedlać się wolno żyjące orzęski takie jak Chilodonella cucullanus i Ch. uncinata.
    Orzęski z rodzaju Chilodonella kształtem przypominają liść lub ziarno kawy z wypukłą stroną grzbietową, a brzuszną wyraźnie wklęsłą. Stronę brzuszną pasożyta pokrywają podłużne szeregi rzęsek ułożone równolegle wokół powierzchni nieurzęsionej, tzw. kinety. Ich liczba jest charakterystyczna dla gatunku i u Ch. cypryni wynosi 7-15 po stronie prawej i 8-14 po stronie lewe zaś u Ch. hexasticha liczba rzęsek po prawej i lewej stronie ciała jest jednakowa i wynosi 6-10. Długość orzęska wynosi 40-80 µm, szerokość 20-70 µm.
    W zimie lub niesprzyjających warunkach fizykochemicznych wody pasożyt może tracić rzęski i oraz uzbrojenie gardzieli i otaczać się błoną tworząc cysty spoczynkowe, które lokują się na lub poza ciałem żywiciela. Tworzenie cyst trwa 3-4 godziny. Cysty przebywające w środowisku wodnym mogą długo zachowywać żywotność i zdolności inwazyjne. Pasożyty rozmnażają się przez podział odbywający się na ciele ryby, co powoduje iż ich liczba na ciele żywiciela może się zwiększać. U orzęsków tych pojawia się także rozmnażanie płciowe polegające na koniugacji i autogamii. W koniugacji między dwoma osobnikami dochodzi do wymiany jądra wegetatywnego, a także części cytoplazmy.
    W momencie przeniesienia pasożyta do wody o temperaturze 23-25 °C większość pasożytów w ciągu 2-3 dni traci zdolności inwazyjne. Po tym czasie część z nich ginie, część tworzy cysty, pozostałe adoptują się do nowych warunków życia, po pewnym czasie mogą wywoływać chorobę u ryb nawet w wodzie o temperaturze 22-27 °C. W wodzie o temperaturze 28 °C pozbawionej ryb pasożyt zamiera w ciągu 3-5 dni. Niektórzy autorzy wskazują także na to, iż silne oświetlenie może hamować rozwój tego orzęska.
    Orzęski te występują u wielu gatunków ryb zarówno w naturalnych zbiornikach jak i stawach hodowlanych czy akwariach. Źródła podają m.in. następujących żywicieli:


    Nużeńce (Demodex) - pajęczaki z rzędu roztoczy, pasożytują głównie w torebkach włosowych i gruczołach łojowych ssaków, podłużne pasożyty skórne o kształcie cygara, długości 0,15-0,3 mm, a więc widoczne jedynie pod mikroskopem. Na przedniej części ciała pasożyta znajdują się 4 pary kikutowych kończyn, które umożliwiają mu tylko bardzo powolne przesuwanie się do przodu wzdłuż włosa. Nużeńce nie drążą kanałów w skórze, jak świerzbowce ani nie wysysają krwi. Stąd wywoływany przez nie świąd nie jest zbyt silny. Wywołują chorobę zwierząt zwaną nużycą. U człowieka wywołują chorobę zwaną demodeciodozę. U ludzi inwazja dotyczy głównie głowy, oraz twarzy. U zwierząt w zależności od gatunku zwierzęcia rozmieszczenie pasożytów może być różne. Roztocze zagnieżdżają się w torebkach włosowych i gruczołach łojowych. Tu składają jaja, z których następnie rozwijają się larwy, a z nich w ciągu miesiąca dojrzałe płciowo nużeńce. Oksamnichina – organiczny związek chemiczny, lek stosowany w schistosomatozie wywołanej przez przywry Schistosoma mansoni.

    Choroby zwierząt, podobnie jak choroby ludzi, mogą mieć różną etiologię, od zakaźnych, wirusowych począwszy, a na zwyrodnieniowych czy autoagresyjnych skończywszy. Większość chorób zwierzęcych jest ściśle przypisana do jakiegoś taksonu, istnieją jednak również takie, które łatwo przenoszą się między grupami zwierząt. Zdarza się, że niektóre z tych chorób atakują człowieka, zwane są wówczas zoonozami. Historia badań nad przewlekłą obturacyjną chorobą płuc – przewlekła obturacyjna choroba płuc jest poważnym problemem medycznych. Jest to choroba przewlekła i nieuleczalna. Szacuje się, że ponad 10% osób w wieku >40 lat jest dotkniętych tą chorobą. Jest ona związana głównie z paleniem tytoniu, ale inne czynniki, w tym również genetyczne, biorą w udział w patogenezie. Poniżej przedstawiono zarys badań, które na przestrzeni lat doprowadziły do lepszego poznania i zrozumienia mechanizmów POChP.

    Farmakogenomika - dział nauki z pogranicza farmakologii i genetyki zajmujący się badaniem wpływu całego genomu danej osoby (polimorfizm genów) na odpowiedź na farmakoterapię, a także na badaniu genomu w celu wykrycia nowych potencjalnych punktów uchwytu dla leków. Zespół antycholinergiczny ośrodkowy jest zespółem objawowym, charaktereyzującym się zmianą zachowania, powstającym w wyniku ubocznych działań leków działających na receptory w ośrodkowym układzie nerwowym łączące się z acetylocholiną. Do leków posiadających takie działanie zaliczamy oprócz atropiny wiele leków psychotropowych o róznych wskazanich terapeutycznych.
    Zespół antycholinergiczny został opisany przez Winklera w 1952 roku u zwierząt doświadczalnych którym podawano atropinę. Charakteryzuje się zmianą, "rozkojarzeniem" zapisu EEG wskazującym na II i III stadium snu i zachowana aktywnością ruchową. U człowieka występuje po podaniu odpowiednich dawek atropiny lub innych leków cholinolitycznych.

    Zakażenie kropelkowe – droga szerzenia się chorób zakaźnych, w której infekcja przenosi się od osobnika (np. człowieka) chorego (lub nosiciela) na zdrowego, w wyniku rozpryskiwania w powietrzu śliny oraz wydzieliny pochodzącej z jamy nosowej, które przyczepiając się do drobnych kropelek śluzu (20-300 mikrometrów średnicy) są rozpylane do otaczającego powietrza w czasie kaszlu, kichania i mówienia. Następnie jest inhalowana przez drogi oddechowe, które stają się wrotami zakażenia.

    Rośliny bezzieleniowe – są to rośliny pasożytnicze będące pasożytami całkowitymi, które nie prowadzą fotosyntezy lecz wszystkie potrzebne do życia substancje organiczne czerpią z organizmu żywiciela. W odróżnieniu od półpasożytów, rośliny te w ogóle nie posiadają zielonego chlorofilu, który umożliwiałby fotosyntezę. Ze względu na organizm żywiciela, wśród roślin bezzieleniowych wyróżnia się:

    Marek Jutel – profesor doktor habilitowany medycyny, specjalista chorób wewnętrznych, alergolog. Kierownik Katedry i Zakładu Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Przewodniczący Komitetu Naukowego (Scientific Program Committee) (od 2012) i członek zarządu (Executive Committee – od 2009) Europejskiej Akademii Alergologii i Immunologi Klinicznej. Autor licznych publikacji, m.in. w czasopiśmie „Nature”, głównie z zakresu mechanizmów tolerancji antygenów i alergenów oraz immunoterapii swoistej. Jest pionierem badań nad zastosowaniem alergenów rekombinowanych w leczeniu chorób alergicznych. Popęd śmierci, Tanatos, destrudo – według psychoanalizy Freuda są dwa główne popędy sterujące motywacjami człowieka: popęd życia i popęd śmierci, destrukcji. Obydwie motywacje bardzo silnie wpływają na osobowość człowieka. Popęd życia charakteryzuje się głęboką chęcią do życia, pozytywną motywacją, optymistycznym spojrzeniem na otaczającą rzeczywistość; pragnieniem egzystencji i działania. Popęd śmierci zaś charakteryzuje się chęcią śmierci, chociaż niekoniecznie negatywnym nastawieniem do otoczenia. Wyczekiwanie na dzień, w którym może nadejść długo oczekiwana śmierć jest jak uwieńczenie drogi niosącej wiele wyzwań i działań. Ludzie przejawiający popęd śmierci potrafią osiągnąć bardzo imponujące wyniki swojego działania, sukcesy, nagrody i niekiedy uznanie otoczenia. Popęd śmierci jest bowiem niezwykle silną motywacja do działania, do podejmowania wyzwań i osiągania swoich celów. Bardzo często osoby takie mają wiele zdolności, które cechują się między innymi: trzeźwym spojrzeniem na świat, wyczuleniem na krzywdy ludzkie, niesprawiedliwość i oszustwa, analitycznym myśleniem i umiejętnością zarządzania większymi grupami ludzi. Nie posiadając pragnień takich jak ludzie z popędem życia, ludzie z popędem śmierci są w stanie długo i rzetelnie pracować, bez względu na niewygody fizyczne czy psychiczne, jak np. modelki, które potrafią się głodzić by osiągnąć swój sukces, szefowie firm, którzy spędzają większość życia na budowaniu swojego interesu nie bacząc na swoje wygody, ludzie dochodzący do ogromnych sukcesów za którymi stoi wiele wyrzeczeń, bólu i ciężkiej pracy. Tego typu odporność i przystosowanie do wydarzeń niewygodnych może być wynikiem naturalnych skłonności ludzi z popędem śmierci do samookaleczania się, autodestrukcji, na której bazują budowanie swojego sukcesu i znaczne wyprzedzenie innych ludzi w osiągnięciach. Obydwie motywacje, życia jak i śmierci, niosą ze sobą potężną siłę do osiągania swoich celów. Cele te jednak zasadniczo mogą się różnić.

    Dodano: 17.07.2009. 15:11  


    Najnowsze