משפחה חדשה של תרכובות מראה פוטנציאל בטיפול בתולעים טפיליות

צוות חוקרים בינלאומי בראשות אוניברסיטת טורונטו גילה משפחה של תרכובות טבעיות בעלות פוטנציאל ליצור טיפולים חדשים ויעילים יותר לתולעים טפיליות. תרכובות אלו חוסמות תהליך מטבולי ייחודי בו משתמשות התולעים כדי לשרוד במעיים האנושיים.

תולעים טפיליות הנישאות בקרקע זורעות הרס במדינות מתפתחות באזורים הטרופיים. הדבקה בטפילים אלה גורמת לחולשה, חולשה, תת תזונה ותסמינים מתישים אחרים, ועלולה לגרום למומים מולדים אצל ילדים ולפגוע בגדילתם.

תולעים טפיליות הנישאות בקרקע מדביקות יותר ממיליארד בני אדם ברחבי העולם, בעיקר בקהילות עניות במדינות מתפתחות שאין בהן מערכות בריאות ותברואה מקיפות. הטפילים הופכים פחות רגישים לתרופות האנטי-הלמינטיות המעטות הזמינות, ולכן יש צורך דחוף במציאת תרכובות חדשות.

טיילור דייוי, המחבר הראשון של המחקר וסטודנט לתואר שני במרכז דונלי למחקר תאי וביומולקולרי באוניברסיטת טורונטו

המחקר פורסם היום בכתב העת Nature Communications.

מינים רבים של תולעים טפיליות מבלים את רוב מחזור חייהם בתוך פונדקאי אנושי. כדי להסתגל לסביבת המעיים, ובמיוחד לחוסר חמצן, הטפיל עובר לסוג של חילוף חומרים שתלוי במולקולה בשם רודוקינון (RQ).

הטפיל יכול לשרוד בתוך הפונדקאי האנושי שלו במשך חודשים רבים באמצעות מטבוליזם תלוי RQ.

צוות המחקר החליט להתמקד בתהליך המטבולי האדפטיבי של התולעת הטפילית מכיוון ש-RQ קיים רק במערכת של הטפיל; בני אדם אינם מייצרים או משתמשים ב-RQ. לכן, תרכובות שיכולות לווסת את הייצור או הפעילות של מולקולה זו יהרגו את הטפיל באופן סלקטיבי מבלי לפגוע במארח האנושי.

החוקרים בדקו תרכובות טבעיות שבודדו מצמחים, פטריות וחיידקים על אורגניזם המודל C. elegans. למרות שאינו טפיל, תולעת זו תלויה גם ב-RQ לצורך חילוף חומרים כאשר חמצן אינו זמין.

"זוהי הפעם הראשונה שהצלחנו לחפש תרופות שמכוונות ספציפית לחילוף החומרים יוצא הדופן של טפילים אלה", אמר אנדרו פרייזר, החוקר הראשי של המחקר ופרופסור לגנטיקה מולקולרית במרכז דונלי ובבית הספר לרפואה טמרטי.

"סקר זה התאפשר הודות להתקדמות האחרונה של הקבוצה שלנו ושל אחרים בשימוש ב-C. elegans לחקר מטבוליזם תלוי-RQ, כמו גם לשיתוף הפעולה שלנו עם RIKEN, אחת מסוכנויות המחקר הגדולות ביפן. סקרנו את האוסף המדהים שלהם של 25,000 תרכובות טבעיות, מה שהוביל לגילוי משפחה של תרכובות בנזימידאזול שהורגות תולעים התלויות בסוג זה של מטבוליזם."

חוקרים מציעים משטר רב-מינונים של משפחת תרכובות שהתגלתה לאחרונה לטיפול בתולעים טפיליות. בעוד שטיפול במינון יחיד נוח יותר עבור תוכניות טיפול תרופתי המוניות, תוכנית טיפול ארוכה יותר תהיה יעילה יותר בהריגת הטפילים.

"אנו מרוצים מאוד מתוצאות המחקר שעבורו השתמשנו בספרייה שלנו", אמר הירויוקי אוסאדה, פרופסור לרוקחות באוניברסיטת שיזואוקה ומנהל קבוצת הביולוגיה הכימית במרכז RIKEN למשאבים בני קיימא.

"המחקר מדגים את כוחה של גישת הסינון, המאפשרת לחוקרים במקרה זה לסנן מספרים גדולים מאוד של מולקולות בתוך אוסף מרוכז של מוצרים טבעיים. בדיקות סינון יעילות מאוד, וזהו המפתח לטיפול בשאלות מחקר דחופות בעלות משמעות עולמית כמו זו."

הצעדים הבאים של צוות המחקר כוללים שיפור סוג המעכבים החדש באמצעות בדיקות in vivo נוספות עם תולעים טפיליות, שיבוצעו על ידי מעבדתו של קייזר באוניברסיטת באזל בשוויץ, והמשך החיפוש אחר תרכובות המעכבות RQ.

"מחקר זה הוא רק ההתחלה", אמר פרייזר. "מצאנו מספר תרכובות חזקות מאוד אחרות המשפיעות על חילוף החומרים הזה, כולל, לראשונה, תרכובת שחוסמת את יכולתן של התולעים לייצר RQ. אנו מקווים שהבדיקות שלנו יסייעו בפיתוח תרופות לטיפול בפתוגנים עיקריים ברחבי העולם."

מחקר זה נתמך על ידי מכוני הבריאות של קנדה וארגון הביולוגיה המולקולרית האירופי.