Nowe leki do walki z malarią

Malaria jest poważnym problemem zdrowotnym w wielu rejonach świata. Obecne metody leczenia polegają na podawaniu złożonego zestawu leków przeciwmalarycznych. Jest to tylko częściowo skuteczne i niestety wiąże się z rosnącą lekoopornością. Istnieje więc pilne zapotrzebowanie na nowe leki do zwalczania czynnika etiologicznego, jakim jest Plasmodium falciparum.

W ramach finansowanego przez UE projektu MEPHITIS (Targeting protein synthesis in the apicoplast and cytoplasm of Plasmodium) rozpoczęto projektowanie nowych leków przeciwmalarycznych. Przyjęto innowacyjne podejście, polegające na skierowaniu leków przeciwko maszynerii syntezy białek pasożyta.

W tym celu naukowcy musieli najpierw przebadać proces syntezy białek u Plasmodium, aby móc zidentyfikować potencjalne cele molekularne nowych leków na malarię. Działania projektu koncentrowały się na apikoplaście – swoistym dla Plasmodium kompartmencie komórkowym, który stanowi wspaniały cel dla nowo opracowywanych leków. Przedmiotem szczególnego zainteresowania badaczy są dwie różne rodziny enzymów: syntetazy aminoacylo-tRNA (ARS) i czynniki elongacji, które uczestniczą w syntezie białek.

Konsorcjum prowadziło badania obliczeniowe i strukturalne, analizując elementy składowe procesu syntezy białek. Położono też nacisk na badania zależności ewolucyjnych między różnymi enzymami ARS, co jest niezbędne do zidentyfikowania najlepszych kandydatów na przyszłe leki.

Projekt MEMPHITIS umożliwił scharakteryzowanie dystrybucji w komórce i aktywności biologicznej szeregu elementów aparatu syntezy białek pasożyta. Uzyskano dane strukturalne na temat różnych enzymów ARS i odkryto nowe białka wiążące transportujący RNA (tRNA), umożliwiające wprowadzanie egzogennych tRNA do pasożyta. Dzięki tej wiedzy możliwe będzie zaprojektowanie nowych struktur inhibitorów różnych enzymów ARS. Zidentyfikowano też inne czynniki wymagane do inicjacji translacji, zwalniania peptydów i recyklingu rybosomów w apikoplaście i mitochondriach Plasmodium.

Prace nad walidacją zdolności inhibitorów znanych enzymów do swoistego blokowania translacji u pasożyta ujawniły, że związek o nazwie borelidyna ma silne działanie przeciwmalaryczne. Zidentyfikowano też nowe inhibitory, co stanowi dobry punkt wyjścia do dalszych, innowacyjnych badań nad leczeniem malarii.