Используя мощные геном-отслеживающие методы, исследователи Гарвардской школы Общественного Здравоохранения (HSPH), Университета Гарварда и Broad Institute выявили несколько генов, которые могут быть причастны к способности малярийного плазмодия быстро вырабатывать резистентность к медикаментозному лечению. Дальнейшее тестирование определило, что вставка плазмодиям с лекарственной чувствительностью одного из генов делает их менее уязвимыми для трёх противомалярийных препаратов.
Успешные эксперименты показали, что геномные методы являются полезными инструментами для исследования механизмов, лежащих в основе лекарственной устойчивости возбудителей малярии Plasmodium falciparum и, возможно, также и других видов паразитов.
Результаты исследования размещены 21 апреля 2011 в PLoS Genetics и приурочены к Всемирному дню борьбы с малярией, который проходит 25 апреля.
«Определение мутаций, связанных с лекарственной устойчивостью, помогает нам понять, каким образом паразит уклоняется от воздействия препарата» — говорит Cара Волкман (Sarah Volkman), старший научный сотрудник HSPH и один из ведущих авторов статьи. «Как только мы поймем процессы, индуцируемые плазмодиями против лечения, только тогда ученые смогут разработать новые лекарства, которые помогут обойти эти механизмы».
Кроме того, Волкман отметила, что информация о мутациях, сигнализирующих об устойчивости возбудителя малярии к лекарствам, позволила бы ученым разработать инструменты для их мониторинга.
От малярии умирает около миллиона человек в год — в основном это маленькие дети, живущие к югу от Африканской Сахары. Очень серьезная проблема — быстрое формирование устойчивости ко многим лекарственным препаратам. Чтобы противостоять «обороне» паразита, необходимо расширить недостаточное понимание молекулярных и генетических механизмов резистентности.
Эндемичными районами по малярии считаются Африка, Азия и Южная Америка. При взаимодействии Plasmodium falciparum с противомалярийными препаратами и иммунной системой человека, возбудитель быстро генерирует устойчивые клоны, являющиеся основным препятствием для успешного лечения.
Для исследования группа ученых проанализировала ДНК 57 плазмодиев с трех континентов и рассмотрела более 17 тысяч мутаций. Проводилось наблюдение за взаимодействием возбудителей в присутствии 13 противомалярийных препаратов.
Для определения в геноме 20 быстро мутирующих локусов ученые исследовали большое количество плазмодиев, а затем эти результаты передали в Ассоциацию GWAS для выявления генетических вариантов, которые коррелируют или связаны с лекарственной устойчивостью. Было выделено 11 генов, отвечающих за лекарственную резистентность, и только один из них был известен ранее.
Ван Тайн один из соавторов, работала над новым геном PF10_0355. Используя экспериментальную методику, она ввела дополнительную копию генов от устойчивых паразитов в хромосомы особей с лекарственной чувствительностью, и обнаружила, что ранее чувствительные к препаратам плазмодии становились устойчивыми к трем стандартным противомалярийных средствам.
«Опыт доказывает, что этот ген участвует в изменении ответа возбудителей на лечение», сказала Ван Тайн, аспирант лаборатории Вирт, заведующая кафедрой иммунологии и инфекционных болезней HSPH. «Сейчас мы работаем над определением того, как эти и другие гены способствуют изменению резистентности».
Лекарственная устойчивость является основной проблемой, которая тормозит международную программу по глобальной ликвидации малярии. Понимание того, что лежит в основе резистентности, дает определенную надежду на повышение эффективности лечения.
Материал подготовила Ильич Е.